Merge tag 'mmc-v5.3-rc7' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/ulfh/mmc
[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 "sched.h"
24
25 #include <trace/events/sched.h>
26
27 /*
28  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
29  *
30  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
31  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
32  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
33  * based scheduling concepts.
34  *
35  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
36  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
37  *
38  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
39  */
40 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
41 static unsigned int normalized_sysctl_sched_latency     = 6000000ULL;
42
43 /*
44  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
45  *
46  * Options are:
47  *
48  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
49  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
50  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
51  *
52  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
53  */
54 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
55
56 /*
57  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
58  *
59  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
60  */
61 unsigned int sysctl_sched_min_granularity                       = 750000ULL;
62 static unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity     = 750000ULL;
63
64 /*
65  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
66  */
67 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
68
69 /*
70  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
71  * parent will (try to) run first.
72  */
73 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
74
75 /*
76  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
77  *
78  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
79  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
80  * have immediate wakeup/sleep latencies.
81  *
82  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
83  */
84 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity                    = 1000000UL;
85 static unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity  = 1000000UL;
86
87 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
88
89 #ifdef CONFIG_SMP
90 /*
91  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
92  */
93 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
94 {
95         return -cpu;
96 }
97
98 /*
99  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity:
100  * util * margin < capacity * 1024
101  *
102  * (default: ~20%)
103  */
104 static unsigned int capacity_margin                     = 1280;
105 #endif
106
107 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
108 /*
109  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
110  * each time a cfs_rq requests quota.
111  *
112  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
113  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
114  * we will always only issue the remaining available time.
115  *
116  * (default: 5 msec, units: microseconds)
117  */
118 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
119 #endif
120
121 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
122 {
123         lw->weight += inc;
124         lw->inv_weight = 0;
125 }
126
127 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
128 {
129         lw->weight -= dec;
130         lw->inv_weight = 0;
131 }
132
133 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
134 {
135         lw->weight = w;
136         lw->inv_weight = 0;
137 }
138
139 /*
140  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
141  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
142  * to users decreases. But the relationship is not linear,
143  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
144  * number of CPUs.
145  *
146  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
147  */
148 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
149 {
150         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
151         unsigned int factor;
152
153         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
154         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
155                 factor = 1;
156                 break;
157         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
158                 factor = cpus;
159                 break;
160         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
161         default:
162                 factor = 1 + ilog2(cpus);
163                 break;
164         }
165
166         return factor;
167 }
168
169 static void update_sysctl(void)
170 {
171         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
172
173 #define SET_SYSCTL(name) \
174         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
175         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
176         SET_SYSCTL(sched_latency);
177         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
178 #undef SET_SYSCTL
179 }
180
181 void sched_init_granularity(void)
182 {
183         update_sysctl();
184 }
185
186 #define WMULT_CONST     (~0U)
187 #define WMULT_SHIFT     32
188
189 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
190 {
191         unsigned long w;
192
193         if (likely(lw->inv_weight))
194                 return;
195
196         w = scale_load_down(lw->weight);
197
198         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
199                 lw->inv_weight = 1;
200         else if (unlikely(!w))
201                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
202         else
203                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
204 }
205
206 /*
207  * delta_exec * weight / lw.weight
208  *   OR
209  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
210  *
211  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
212  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
213  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
214  *
215  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
216  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
217  */
218 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
219 {
220         u64 fact = scale_load_down(weight);
221         int shift = WMULT_SHIFT;
222
223         __update_inv_weight(lw);
224
225         if (unlikely(fact >> 32)) {
226                 while (fact >> 32) {
227                         fact >>= 1;
228                         shift--;
229                 }
230         }
231
232         /* hint to use a 32x32->64 mul */
233         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
234
235         while (fact >> 32) {
236                 fact >>= 1;
237                 shift--;
238         }
239
240         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
241 }
242
243
244 const struct sched_class fair_sched_class;
245
246 /**************************************************************
247  * CFS operations on generic schedulable entities:
248  */
249
250 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
251 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
252 {
253         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
254         return container_of(se, struct task_struct, se);
255 }
256
257 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
258 #define for_each_sched_entity(se) \
259                 for (; se; se = se->parent)
260
261 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
262 {
263         return p->se.cfs_rq;
264 }
265
266 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
267 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
268 {
269         return se->cfs_rq;
270 }
271
272 /* runqueue "owned" by this group */
273 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
274 {
275         return grp->my_q;
276 }
277
278 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
279 {
280         if (!path)
281                 return;
282
283         if (cfs_rq && task_group_is_autogroup(cfs_rq->tg))
284                 autogroup_path(cfs_rq->tg, path, len);
285         else if (cfs_rq && cfs_rq->tg->css.cgroup)
286                 cgroup_path(cfs_rq->tg->css.cgroup, path, len);
287         else
288                 strlcpy(path, "(null)", len);
289 }
290
291 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
292 {
293         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
294         int cpu = cpu_of(rq);
295
296         if (cfs_rq->on_list)
297                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
298
299         cfs_rq->on_list = 1;
300
301         /*
302          * Ensure we either appear before our parent (if already
303          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
304          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
305          * reduces this to two cases and a special case for the root
306          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
307          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
308          * to a tree or when we reach the top of the tree
309          */
310         if (cfs_rq->tg->parent &&
311             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
312                 /*
313                  * If parent is already on the list, we add the child
314                  * just before. Thanks to circular linked property of
315                  * the list, this means to put the child at the tail
316                  * of the list that starts by parent.
317                  */
318                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
319                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
320                 /*
321                  * The branch is now connected to its tree so we can
322                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
323                  * list.
324                  */
325                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
326                 return true;
327         }
328
329         if (!cfs_rq->tg->parent) {
330                 /*
331                  * cfs rq without parent should be put
332                  * at the tail of the list.
333                  */
334                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
335                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
336                 /*
337                  * We have reach the top of a tree so we can reset
338                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
339                  */
340                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
341                 return true;
342         }
343
344         /*
345          * The parent has not already been added so we want to
346          * make sure that it will be put after us.
347          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
348          * where we will add parent.
349          */
350         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
351         /*
352          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
353          * of the branch
354          */
355         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
356         return false;
357 }
358
359 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
360 {
361         if (cfs_rq->on_list) {
362                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
363
364                 /*
365                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
366                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
367                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
368                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
369                  * at the end of the enqueue.
370                  */
371                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
372                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
373
374                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
375                 cfs_rq->on_list = 0;
376         }
377 }
378
379 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
380 {
381         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
382 }
383
384 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
385 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
386         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
387                                  leaf_cfs_rq_list)
388
389 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
390 static inline struct cfs_rq *
391 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
392 {
393         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
394                 return se->cfs_rq;
395
396         return NULL;
397 }
398
399 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
400 {
401         return se->parent;
402 }
403
404 static void
405 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
406 {
407         int se_depth, pse_depth;
408
409         /*
410          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
411          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
412          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
413          * parent.
414          */
415
416         /* First walk up until both entities are at same depth */
417         se_depth = (*se)->depth;
418         pse_depth = (*pse)->depth;
419
420         while (se_depth > pse_depth) {
421                 se_depth--;
422                 *se = parent_entity(*se);
423         }
424
425         while (pse_depth > se_depth) {
426                 pse_depth--;
427                 *pse = parent_entity(*pse);
428         }
429
430         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
431                 *se = parent_entity(*se);
432                 *pse = parent_entity(*pse);
433         }
434 }
435
436 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
437
438 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
439 {
440         return container_of(se, struct task_struct, se);
441 }
442
443 #define for_each_sched_entity(se) \
444                 for (; se; se = NULL)
445
446 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
447 {
448         return &task_rq(p)->cfs;
449 }
450
451 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
452 {
453         struct task_struct *p = task_of(se);
454         struct rq *rq = task_rq(p);
455
456         return &rq->cfs;
457 }
458
459 /* runqueue "owned" by this group */
460 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
461 {
462         return NULL;
463 }
464
465 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
466 {
467         if (path)
468                 strlcpy(path, "(null)", len);
469 }
470
471 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
472 {
473         return true;
474 }
475
476 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
477 {
478 }
479
480 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
481 {
482 }
483
484 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
485                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
486
487 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
488 {
489         return NULL;
490 }
491
492 static inline void
493 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
494 {
495 }
496
497 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
498
499 static __always_inline
500 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
501
502 /**************************************************************
503  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
504  */
505
506 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
507 {
508         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
509         if (delta > 0)
510                 max_vruntime = vruntime;
511
512         return max_vruntime;
513 }
514
515 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
516 {
517         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
518         if (delta < 0)
519                 min_vruntime = vruntime;
520
521         return min_vruntime;
522 }
523
524 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
525                                 struct sched_entity *b)
526 {
527         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
528 }
529
530 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
531 {
532         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
533         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
534
535         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
536
537         if (curr) {
538                 if (curr->on_rq)
539                         vruntime = curr->vruntime;
540                 else
541                         curr = NULL;
542         }
543
544         if (leftmost) { /* non-empty tree */
545                 struct sched_entity *se;
546                 se = rb_entry(leftmost, struct sched_entity, run_node);
547
548                 if (!curr)
549                         vruntime = se->vruntime;
550                 else
551                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
552         }
553
554         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
555         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
556 #ifndef CONFIG_64BIT
557         smp_wmb();
558         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
559 #endif
560 }
561
562 /*
563  * Enqueue an entity into the rb-tree:
564  */
565 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
566 {
567         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
568         struct rb_node *parent = NULL;
569         struct sched_entity *entry;
570         bool leftmost = true;
571
572         /*
573          * Find the right place in the rbtree:
574          */
575         while (*link) {
576                 parent = *link;
577                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
578                 /*
579                  * We dont care about collisions. Nodes with
580                  * the same key stay together.
581                  */
582                 if (entity_before(se, entry)) {
583                         link = &parent->rb_left;
584                 } else {
585                         link = &parent->rb_right;
586                         leftmost = false;
587                 }
588         }
589
590         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
591         rb_insert_color_cached(&se->run_node,
592                                &cfs_rq->tasks_timeline, leftmost);
593 }
594
595 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
596 {
597         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
598 }
599
600 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
601 {
602         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
603
604         if (!left)
605                 return NULL;
606
607         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
608 }
609
610 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
611 {
612         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
613
614         if (!next)
615                 return NULL;
616
617         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
618 }
619
620 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
621 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
622 {
623         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
624
625         if (!last)
626                 return NULL;
627
628         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
629 }
630
631 /**************************************************************
632  * Scheduling class statistics methods:
633  */
634
635 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
636                 void __user *buffer, size_t *lenp,
637                 loff_t *ppos)
638 {
639         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
640         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
641
642         if (ret || !write)
643                 return ret;
644
645         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
646                                         sysctl_sched_min_granularity);
647
648 #define WRT_SYSCTL(name) \
649         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
650         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
651         WRT_SYSCTL(sched_latency);
652         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
653 #undef WRT_SYSCTL
654
655         return 0;
656 }
657 #endif
658
659 /*
660  * delta /= w
661  */
662 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
663 {
664         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
665                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
666
667         return delta;
668 }
669
670 /*
671  * The idea is to set a period in which each task runs once.
672  *
673  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
674  * this period because otherwise the slices get too small.
675  *
676  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
677  */
678 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
679 {
680         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
681                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
682         else
683                 return sysctl_sched_latency;
684 }
685
686 /*
687  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
688  * proportional to the weight.
689  *
690  * s = p*P[w/rw]
691  */
692 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
693 {
694         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
695
696         for_each_sched_entity(se) {
697                 struct load_weight *load;
698                 struct load_weight lw;
699
700                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
701                 load = &cfs_rq->load;
702
703                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
704                         lw = cfs_rq->load;
705
706                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
707                         load = &lw;
708                 }
709                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
710         }
711         return slice;
712 }
713
714 /*
715  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
716  *
717  * vs = s/w
718  */
719 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
720 {
721         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
722 }
723
724 #include "pelt.h"
725 #ifdef CONFIG_SMP
726
727 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
728 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
729 static unsigned long capacity_of(int cpu);
730
731 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
732 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
733 {
734         struct sched_avg *sa = &se->avg;
735
736         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
737
738         /*
739          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
740          * they get a chance to stabilize to their real load level.
741          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
742          * nothing has been attached to the task group yet.
743          */
744         if (entity_is_task(se))
745                 sa->runnable_load_avg = sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
746
747         se->runnable_weight = se->load.weight;
748
749         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
750 }
751
752 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
753 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
754
755 /*
756  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
757  * based on the cfs_rq's current util_avg:
758  *
759  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
760  *
761  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
762  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
763  * as when the series is a harmonic series.
764  *
765  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
766  * only 1/2 of the left utilization budget:
767  *
768  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
769  *
770  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
771  *
772  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
773  * the beginning would be like:
774  *
775  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
776  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
777  *
778  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
779  * if util_avg > util_avg_cap.
780  */
781 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
782 {
783         struct sched_entity *se = &p->se;
784         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
785         struct sched_avg *sa = &se->avg;
786         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
787         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
788
789         if (cap > 0) {
790                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
791                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
792                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
793
794                         if (sa->util_avg > cap)
795                                 sa->util_avg = cap;
796                 } else {
797                         sa->util_avg = cap;
798                 }
799         }
800
801         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
802                 /*
803                  * For !fair tasks do:
804                  *
805                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
806                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
807                 switched_from_fair(rq, p);
808                  *
809                  * such that the next switched_to_fair() has the
810                  * expected state.
811                  */
812                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
813                 return;
814         }
815
816         attach_entity_cfs_rq(se);
817 }
818
819 #else /* !CONFIG_SMP */
820 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
821 {
822 }
823 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
824 {
825 }
826 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
827 {
828 }
829 #endif /* CONFIG_SMP */
830
831 /*
832  * Update the current task's runtime statistics.
833  */
834 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
835 {
836         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
837         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
838         u64 delta_exec;
839
840         if (unlikely(!curr))
841                 return;
842
843         delta_exec = now - curr->exec_start;
844         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
845                 return;
846
847         curr->exec_start = now;
848
849         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
850                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
851
852         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
853         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
854
855         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
856         update_min_vruntime(cfs_rq);
857
858         if (entity_is_task(curr)) {
859                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
860
861                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
862                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
863                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
864         }
865
866         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
867 }
868
869 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
870 {
871         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
872 }
873
874 static inline void
875 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
876 {
877         u64 wait_start, prev_wait_start;
878
879         if (!schedstat_enabled())
880                 return;
881
882         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
883         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
884
885         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
886             likely(wait_start > prev_wait_start))
887                 wait_start -= prev_wait_start;
888
889         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
890 }
891
892 static inline void
893 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
894 {
895         struct task_struct *p;
896         u64 delta;
897
898         if (!schedstat_enabled())
899                 return;
900
901         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
902
903         if (entity_is_task(se)) {
904                 p = task_of(se);
905                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
906                         /*
907                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
908                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
909                          * prior to migration.
910                          */
911                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
912                         return;
913                 }
914                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
915         }
916
917         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
918                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
919         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
920         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
921         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
922 }
923
924 static inline void
925 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
926 {
927         struct task_struct *tsk = NULL;
928         u64 sleep_start, block_start;
929
930         if (!schedstat_enabled())
931                 return;
932
933         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
934         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
935
936         if (entity_is_task(se))
937                 tsk = task_of(se);
938
939         if (sleep_start) {
940                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
941
942                 if ((s64)delta < 0)
943                         delta = 0;
944
945                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
946                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
947
948                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
949                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
950
951                 if (tsk) {
952                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
953                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
954                 }
955         }
956         if (block_start) {
957                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
958
959                 if ((s64)delta < 0)
960                         delta = 0;
961
962                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
963                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
964
965                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
966                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
967
968                 if (tsk) {
969                         if (tsk->in_iowait) {
970                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
971                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
972                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
973                         }
974
975                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
976
977                         /*
978                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
979                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
980                          * amount of time that the task spent sleeping:
981                          */
982                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
983                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
984                                                 (void *)get_wchan(tsk),
985                                                 delta >> 20);
986                         }
987                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
988                 }
989         }
990 }
991
992 /*
993  * Task is being enqueued - update stats:
994  */
995 static inline void
996 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
997 {
998         if (!schedstat_enabled())
999                 return;
1000
1001         /*
1002          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1003          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1004          */
1005         if (se != cfs_rq->curr)
1006                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
1007
1008         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1009                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1010 }
1011
1012 static inline void
1013 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1014 {
1015
1016         if (!schedstat_enabled())
1017                 return;
1018
1019         /*
1020          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1021          * waiting task:
1022          */
1023         if (se != cfs_rq->curr)
1024                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1025
1026         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1027                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1028
1029                 if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1030                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
1031                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1032                 if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1033                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1034                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1035         }
1036 }
1037
1038 /*
1039  * We are picking a new current task - update its stats:
1040  */
1041 static inline void
1042 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1043 {
1044         /*
1045          * We are starting a new run period:
1046          */
1047         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1048 }
1049
1050 /**************************************************
1051  * Scheduling class queueing methods:
1052  */
1053
1054 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1055 /*
1056  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1057  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1058  * numa_balancing_scan_size.
1059  */
1060 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1061 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1062
1063 /* Portion of address space to scan in MB */
1064 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1065
1066 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1067 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1068
1069 struct numa_group {
1070         refcount_t refcount;
1071
1072         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1073         int nr_tasks;
1074         pid_t gid;
1075         int active_nodes;
1076
1077         struct rcu_head rcu;
1078         unsigned long total_faults;
1079         unsigned long max_faults_cpu;
1080         /*
1081          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1082          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1083          * more by CPU use than by memory faults.
1084          */
1085         unsigned long *faults_cpu;
1086         unsigned long faults[0];
1087 };
1088
1089 /*
1090  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1091  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1092  */
1093 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1094 {
1095         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1096                 (lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1097 }
1098
1099 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1100 {
1101         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1102 }
1103
1104 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1105 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1106
1107 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1108 {
1109         unsigned long rss = 0;
1110         unsigned long nr_scan_pages;
1111
1112         /*
1113          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1114          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1115          * on resident pages
1116          */
1117         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1118         rss = get_mm_rss(p->mm);
1119         if (!rss)
1120                 rss = nr_scan_pages;
1121
1122         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1123         return rss / nr_scan_pages;
1124 }
1125
1126 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1127 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1128
1129 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1130 {
1131         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1132         unsigned int scan, floor;
1133         unsigned int windows = 1;
1134
1135         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1136                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1137         floor = 1000 / windows;
1138
1139         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1140         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1141 }
1142
1143 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1144 {
1145         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1146         unsigned long period = smin;
1147         struct numa_group *ng;
1148
1149         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1150         rcu_read_lock();
1151         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1152         if (ng) {
1153                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1154                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1155
1156                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1157                 period *= shared + 1;
1158                 period /= private + shared + 1;
1159         }
1160         rcu_read_unlock();
1161
1162         return max(smin, period);
1163 }
1164
1165 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1166 {
1167         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1168         unsigned long smax;
1169         struct numa_group *ng;
1170
1171         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1172         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1173
1174         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1175         ng = deref_curr_numa_group(p);
1176         if (ng) {
1177                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1178                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1179                 unsigned long period = smax;
1180
1181                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1182                 period *= shared + 1;
1183                 period /= private + shared + 1;
1184
1185                 smax = max(smax, period);
1186         }
1187
1188         return max(smin, smax);
1189 }
1190
1191 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
1192 {
1193         int mm_users = 0;
1194         struct mm_struct *mm = p->mm;
1195
1196         if (mm) {
1197                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
1198                 if (mm_users == 1) {
1199                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1200                         mm->numa_scan_seq = 0;
1201                 }
1202         }
1203         p->node_stamp                   = 0;
1204         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
1205         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1206         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
1207         p->numa_faults                  = NULL;
1208         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
1209         p->last_task_numa_placement     = 0;
1210         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
1211
1212         /* New address space, reset the preferred nid */
1213         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
1214                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
1215                 return;
1216         }
1217
1218         /*
1219          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
1220          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
1221          */
1222         if (mm) {
1223                 unsigned int delay;
1224
1225                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
1226                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
1227                 delay += 2 * TICK_NSEC;
1228                 p->node_stamp = delay;
1229         }
1230 }
1231
1232 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1233 {
1234         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1235         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1236 }
1237
1238 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1239 {
1240         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1241         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1242 }
1243
1244 /* Shared or private faults. */
1245 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1246
1247 /* Memory and CPU locality */
1248 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1249
1250 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1251 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1252
1253 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1254 {
1255         struct numa_group *ng;
1256         pid_t gid = 0;
1257
1258         rcu_read_lock();
1259         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1260         if (ng)
1261                 gid = ng->gid;
1262         rcu_read_unlock();
1263
1264         return gid;
1265 }
1266
1267 /*
1268  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1269  * occupy the first half of the array. The second half of the
1270  * array is for current counters, which are averaged into the
1271  * first set by task_numa_placement.
1272  */
1273 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1274 {
1275         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1276 }
1277
1278 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1279 {
1280         if (!p->numa_faults)
1281                 return 0;
1282
1283         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1284                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1285 }
1286
1287 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1288 {
1289         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1290
1291         if (!ng)
1292                 return 0;
1293
1294         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1295                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1296 }
1297
1298 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1299 {
1300         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1301                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1302 }
1303
1304 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1305 {
1306         unsigned long faults = 0;
1307         int node;
1308
1309         for_each_online_node(node) {
1310                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1311         }
1312
1313         return faults;
1314 }
1315
1316 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1317 {
1318         unsigned long faults = 0;
1319         int node;
1320
1321         for_each_online_node(node) {
1322                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1323         }
1324
1325         return faults;
1326 }
1327
1328 /*
1329  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1330  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1331  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1332  */
1333 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1334
1335 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1336 {
1337         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1338 }
1339
1340 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1341 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1342                                         int maxdist, bool task)
1343 {
1344         unsigned long score = 0;
1345         int node;
1346
1347         /*
1348          * All nodes are directly connected, and the same distance
1349          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1350          */
1351         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1352                 return 0;
1353
1354         /*
1355          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1356          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1357          */
1358         for_each_online_node(node) {
1359                 unsigned long faults;
1360                 int dist = node_distance(nid, node);
1361
1362                 /*
1363                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1364                  * for placement; nid was already counted.
1365                  */
1366                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1367                         continue;
1368
1369                 /*
1370                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1371                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1372                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1373                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1374                  * of each group. Skip other nodes.
1375                  */
1376                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1377                                         dist >= maxdist)
1378                         continue;
1379
1380                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1381                 if (task)
1382                         faults = task_faults(p, node);
1383                 else
1384                         faults = group_faults(p, node);
1385
1386                 /*
1387                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1388                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1389                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1390                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1391                  * The further away a node is, the less the faults count.
1392                  * This seems to result in good task placement.
1393                  */
1394                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1395                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1396                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1397                 }
1398
1399                 score += faults;
1400         }
1401
1402         return score;
1403 }
1404
1405 /*
1406  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1407  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1408  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1409  * evenly spread out between numa nodes.
1410  */
1411 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1412                                         int dist)
1413 {
1414         unsigned long faults, total_faults;
1415
1416         if (!p->numa_faults)
1417                 return 0;
1418
1419         total_faults = p->total_numa_faults;
1420
1421         if (!total_faults)
1422                 return 0;
1423
1424         faults = task_faults(p, nid);
1425         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1426
1427         return 1000 * faults / total_faults;
1428 }
1429
1430 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1431                                          int dist)
1432 {
1433         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1434         unsigned long faults, total_faults;
1435
1436         if (!ng)
1437                 return 0;
1438
1439         total_faults = ng->total_faults;
1440
1441         if (!total_faults)
1442                 return 0;
1443
1444         faults = group_faults(p, nid);
1445         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1446
1447         return 1000 * faults / total_faults;
1448 }
1449
1450 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1451                                 int src_nid, int dst_cpu)
1452 {
1453         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1454         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1455         int last_cpupid, this_cpupid;
1456
1457         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1458         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1459
1460         /*
1461          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1462          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1463          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1464          * executed below.
1465          */
1466         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1467             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1468                 return true;
1469
1470         /*
1471          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1472          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1473          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1474          *
1475          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1476          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1477          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1478          *
1479          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1480          * same result twice in a row, given these samples are fully
1481          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1482          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1483          *
1484          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1485          * act on an unlikely task<->page relation.
1486          */
1487         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1488                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1489                 return false;
1490
1491         /* Always allow migrate on private faults */
1492         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1493                 return true;
1494
1495         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1496         if (!ng)
1497                 return true;
1498
1499         /*
1500          * Destination node is much more heavily used than the source
1501          * node? Allow migration.
1502          */
1503         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1504                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1505                 return true;
1506
1507         /*
1508          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1509          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1510          *
1511          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1512          * --------------- * - > ---------------
1513          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1514          */
1515         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1516                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1517 }
1518
1519 static unsigned long cpu_runnable_load(struct rq *rq);
1520
1521 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1522 struct numa_stats {
1523         unsigned long load;
1524
1525         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1526         unsigned long compute_capacity;
1527 };
1528
1529 /*
1530  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1531  */
1532 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1533 {
1534         int cpu;
1535
1536         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1537         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1538                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1539
1540                 ns->load += cpu_runnable_load(rq);
1541                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1542         }
1543
1544 }
1545
1546 struct task_numa_env {
1547         struct task_struct *p;
1548
1549         int src_cpu, src_nid;
1550         int dst_cpu, dst_nid;
1551
1552         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1553
1554         int imbalance_pct;
1555         int dist;
1556
1557         struct task_struct *best_task;
1558         long best_imp;
1559         int best_cpu;
1560 };
1561
1562 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1563                              struct task_struct *p, long imp)
1564 {
1565         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1566
1567         /* Bail out if run-queue part of active NUMA balance. */
1568         if (xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1569                 return;
1570
1571         /*
1572          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1573          * found a better CPU to move/swap.
1574          */
1575         if (env->best_cpu != -1) {
1576                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1577                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1578         }
1579
1580         if (env->best_task)
1581                 put_task_struct(env->best_task);
1582         if (p)
1583                 get_task_struct(p);
1584
1585         env->best_task = p;
1586         env->best_imp = imp;
1587         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1588 }
1589
1590 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1591                                 struct task_numa_env *env)
1592 {
1593         long imb, old_imb;
1594         long orig_src_load, orig_dst_load;
1595         long src_capacity, dst_capacity;
1596
1597         /*
1598          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1599          *
1600          * src_load        dst_load
1601          * ------------ vs ---------
1602          * src_capacity    dst_capacity
1603          */
1604         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1605         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1606
1607         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1608
1609         orig_src_load = env->src_stats.load;
1610         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1611
1612         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1613
1614         /* Would this change make things worse? */
1615         return (imb > old_imb);
1616 }
1617
1618 /*
1619  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1620  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1621  * Used to deter task migration.
1622  */
1623 #define SMALLIMP        30
1624
1625 /*
1626  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1627  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1628  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1629  * be exchanged with the source task
1630  */
1631 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1632                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1633 {
1634         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1635         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1636         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1637         struct task_struct *cur;
1638         long src_load, dst_load;
1639         int dist = env->dist;
1640         long moveimp = imp;
1641         long load;
1642
1643         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1644                 return;
1645
1646         rcu_read_lock();
1647         cur = task_rcu_dereference(&dst_rq->curr);
1648         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1649                 cur = NULL;
1650
1651         /*
1652          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1653          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1654          */
1655         if (cur == env->p)
1656                 goto unlock;
1657
1658         if (!cur) {
1659                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1660                         goto assign;
1661                 else
1662                         goto unlock;
1663         }
1664
1665         /*
1666          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1667          * source and destination node. Calculate the total differential for
1668          * the source task and potential destination task. The more negative
1669          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1670          * be incurred if the tasks were swapped.
1671          */
1672         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1673         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1674                 goto unlock;
1675
1676         /*
1677          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1678          * in any group then look only at task weights.
1679          */
1680         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1681         if (cur_ng == p_ng) {
1682                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1683                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1684                 /*
1685                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1686                  * tasks within a group over tiny differences.
1687                  */
1688                 if (cur_ng)
1689                         imp -= imp / 16;
1690         } else {
1691                 /*
1692                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1693                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1694                  */
1695                 if (cur_ng && p_ng)
1696                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1697                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1698                 else
1699                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1700                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1701         }
1702
1703         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1704                 imp = moveimp;
1705                 cur = NULL;
1706                 goto assign;
1707         }
1708
1709         /*
1710          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1711          * task migration might only result in ping pong
1712          * of tasks and also hurt performance due to cache
1713          * misses.
1714          */
1715         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1716                 goto unlock;
1717
1718         /*
1719          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1720          */
1721         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1722         if (!load)
1723                 goto assign;
1724
1725         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1726         src_load = env->src_stats.load - load;
1727
1728         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1729                 goto unlock;
1730
1731 assign:
1732         /*
1733          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1734          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1735          */
1736         if (!cur) {
1737                 /*
1738                  * select_idle_siblings() uses an per-CPU cpumask that
1739                  * can be used from IRQ context.
1740                  */
1741                 local_irq_disable();
1742                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1743                                                    env->dst_cpu);
1744                 local_irq_enable();
1745         }
1746
1747         task_numa_assign(env, cur, imp);
1748 unlock:
1749         rcu_read_unlock();
1750 }
1751
1752 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1753                                 long taskimp, long groupimp)
1754 {
1755         long src_load, dst_load, load;
1756         bool maymove = false;
1757         int cpu;
1758
1759         load = task_h_load(env->p);
1760         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1761         src_load = env->src_stats.load - load;
1762
1763         /*
1764          * If the improvement from just moving env->p direction is better
1765          * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1766          */
1767         maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1768
1769         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1770                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1771                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1772                         continue;
1773
1774                 env->dst_cpu = cpu;
1775                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove);
1776         }
1777 }
1778
1779 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1780 {
1781         struct task_numa_env env = {
1782                 .p = p,
1783
1784                 .src_cpu = task_cpu(p),
1785                 .src_nid = task_node(p),
1786
1787                 .imbalance_pct = 112,
1788
1789                 .best_task = NULL,
1790                 .best_imp = 0,
1791                 .best_cpu = -1,
1792         };
1793         unsigned long taskweight, groupweight;
1794         struct sched_domain *sd;
1795         long taskimp, groupimp;
1796         struct numa_group *ng;
1797         struct rq *best_rq;
1798         int nid, ret, dist;
1799
1800         /*
1801          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1802          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1803          *
1804          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1805          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1806          * to satisfy here.
1807          */
1808         rcu_read_lock();
1809         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1810         if (sd)
1811                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1812         rcu_read_unlock();
1813
1814         /*
1815          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1816          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1817          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1818          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1819          */
1820         if (unlikely(!sd)) {
1821                 sched_setnuma(p, task_node(p));
1822                 return -EINVAL;
1823         }
1824
1825         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1826         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1827         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1828         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1829         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1830         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1831         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1832         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1833
1834         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1835         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1836
1837         /*
1838          * Look at other nodes in these cases:
1839          * - there is no space available on the preferred_nid
1840          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1841          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1842          *   we need to check other locations.
1843          */
1844         ng = deref_curr_numa_group(p);
1845         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
1846                 for_each_online_node(nid) {
1847                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1848                                 continue;
1849
1850                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1851                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1852                                                 dist != env.dist) {
1853                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1854                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1855                         }
1856
1857                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1858                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1859                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1860                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1861                                 continue;
1862
1863                         env.dist = dist;
1864                         env.dst_nid = nid;
1865                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1866                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1867                 }
1868         }
1869
1870         /*
1871          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1872          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1873          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1874          * settle down.
1875          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1876          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1877          */
1878         if (ng) {
1879                 if (env.best_cpu == -1)
1880                         nid = env.src_nid;
1881                 else
1882                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
1883
1884                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
1885                         sched_setnuma(p, nid);
1886         }
1887
1888         /* No better CPU than the current one was found. */
1889         if (env.best_cpu == -1)
1890                 return -EAGAIN;
1891
1892         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
1893         if (env.best_task == NULL) {
1894                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1895                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1896                 if (ret != 0)
1897                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1898                 return ret;
1899         }
1900
1901         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
1902         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1903
1904         if (ret != 0)
1905                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1906         put_task_struct(env.best_task);
1907         return ret;
1908 }
1909
1910 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1911 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1912 {
1913         unsigned long interval = HZ;
1914
1915         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1916         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
1917                 return;
1918
1919         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1920         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1921         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1922
1923         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1924         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1925                 return;
1926
1927         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1928         task_numa_migrate(p);
1929 }
1930
1931 /*
1932  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
1933  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1934  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1935  * located.
1936  */
1937 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
1938 {
1939         unsigned long faults, max_faults = 0;
1940         int nid, active_nodes = 0;
1941
1942         for_each_online_node(nid) {
1943                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1944                 if (faults > max_faults)
1945                         max_faults = faults;
1946         }
1947
1948         for_each_online_node(nid) {
1949                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1950                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
1951                         active_nodes++;
1952         }
1953
1954         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
1955         numa_group->active_nodes = active_nodes;
1956 }
1957
1958 /*
1959  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1960  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1961  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1962  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1963  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1964  */
1965 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1966 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1967
1968 /*
1969  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1970  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1971  * the page accesses are shared with other processes.
1972  * Otherwise, decrease the scan period.
1973  */
1974 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1975                         unsigned long shared, unsigned long private)
1976 {
1977         unsigned int period_slot;
1978         int lr_ratio, ps_ratio;
1979         int diff;
1980
1981         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1982         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1983
1984         /*
1985          * If there were no record hinting faults then either the task is
1986          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1987          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1988          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1989          * node is overloaded. In either case, scan slower
1990          */
1991         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1992                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1993                         p->numa_scan_period << 1);
1994
1995                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1996                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1997
1998                 return;
1999         }
2000
2001         /*
2002          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
2003          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
2004          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
2005          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
2006          */
2007         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
2008         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
2009         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
2010
2011         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2012                 /*
2013                  * Most memory accesses are local. There is no need to
2014                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
2015                  */
2016                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2017                 if (!slot)
2018                         slot = 1;
2019                 diff = slot * period_slot;
2020         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2021                 /*
2022                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
2023                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
2024                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
2025                  */
2026                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2027                 if (!slot)
2028                         slot = 1;
2029                 diff = slot * period_slot;
2030         } else {
2031                 /*
2032                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
2033                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
2034                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
2035                  */
2036                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2037                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2038         }
2039
2040         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2041                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2042         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2043 }
2044
2045 /*
2046  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2047  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2048  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2049  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2050  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2051  */
2052 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2053 {
2054         u64 runtime, delta, now;
2055         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2056         now = p->se.exec_start;
2057         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2058
2059         if (p->last_task_numa_placement) {
2060                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2061                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2062
2063                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2064                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2065                         *period = 0;
2066         } else {
2067                 delta = p->se.avg.load_sum;
2068                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2069         }
2070
2071         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2072         p->last_task_numa_placement = now;
2073
2074         return delta;
2075 }
2076
2077 /*
2078  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2079  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2080  * otherwise workloads might not converge.
2081  */
2082 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2083 {
2084         nodemask_t nodes;
2085         int dist;
2086
2087         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2088         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2089                 return nid;
2090
2091         /*
2092          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2093          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2094          * both the node itself, and on nearby nodes.
2095          */
2096         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2097                 unsigned long score, max_score = 0;
2098                 int node, max_node = nid;
2099
2100                 dist = sched_max_numa_distance;
2101
2102                 for_each_online_node(node) {
2103                         score = group_weight(p, node, dist);
2104                         if (score > max_score) {
2105                                 max_score = score;
2106                                 max_node = node;
2107                         }
2108                 }
2109                 return max_node;
2110         }
2111
2112         /*
2113          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2114          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2115          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2116          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2117          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2118          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2119          * keep the complexity of the search down.
2120          */
2121         nodes = node_online_map;
2122         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2123                 unsigned long max_faults = 0;
2124                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2125                 int a, b;
2126
2127                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2128                 if (!find_numa_distance(dist))
2129                         continue;
2130
2131                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2132                         unsigned long faults = 0;
2133                         nodemask_t this_group;
2134                         nodes_clear(this_group);
2135
2136                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2137                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2138                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2139                                         faults += group_faults(p, b);
2140                                         node_set(b, this_group);
2141                                         node_clear(b, nodes);
2142                                 }
2143                         }
2144
2145                         /* Remember the top group. */
2146                         if (faults > max_faults) {
2147                                 max_faults = faults;
2148                                 max_group = this_group;
2149                                 /*
2150                                  * subtle: at the smallest distance there is
2151                                  * just one node left in each "group", the
2152                                  * winner is the preferred nid.
2153                                  */
2154                                 nid = a;
2155                         }
2156                 }
2157                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2158                 if (!max_faults)
2159                         break;
2160                 nodes = max_group;
2161         }
2162         return nid;
2163 }
2164
2165 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2166 {
2167         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2168         unsigned long max_faults = 0;
2169         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2170         unsigned long total_faults;
2171         u64 runtime, period;
2172         spinlock_t *group_lock = NULL;
2173         struct numa_group *ng;
2174
2175         /*
2176          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2177          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2178          * that the field is read in a single access:
2179          */
2180         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2181         if (p->numa_scan_seq == seq)
2182                 return;
2183         p->numa_scan_seq = seq;
2184         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2185
2186         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2187                        p->numa_faults_locality[1];
2188         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2189
2190         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2191         ng = deref_curr_numa_group(p);
2192         if (ng) {
2193                 group_lock = &ng->lock;
2194                 spin_lock_irq(group_lock);
2195         }
2196
2197         /* Find the node with the highest number of faults */
2198         for_each_online_node(nid) {
2199                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2200                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2201                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2202                 int priv;
2203
2204                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2205                         long diff, f_diff, f_weight;
2206
2207                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2208                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2209                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2210                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2211
2212                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2213                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2214                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2215                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2216
2217                         /*
2218                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2219                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2220                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2221                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2222                          * faults are less important.
2223                          */
2224                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2225                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2226                                    (total_faults + 1);
2227                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2228                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2229
2230                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2231                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2232                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2233                         p->total_numa_faults += diff;
2234                         if (ng) {
2235                                 /*
2236                                  * safe because we can only change our own group
2237                                  *
2238                                  * mem_idx represents the offset for a given
2239                                  * nid and priv in a specific region because it
2240                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2241                                  */
2242                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2243                                 ng->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2244                                 ng->total_faults += diff;
2245                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2246                         }
2247                 }
2248
2249                 if (!ng) {
2250                         if (faults > max_faults) {
2251                                 max_faults = faults;
2252                                 max_nid = nid;
2253                         }
2254                 } else if (group_faults > max_faults) {
2255                         max_faults = group_faults;
2256                         max_nid = nid;
2257                 }
2258         }
2259
2260         if (ng) {
2261                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2262                 spin_unlock_irq(group_lock);
2263                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2264         }
2265
2266         if (max_faults) {
2267                 /* Set the new preferred node */
2268                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2269                         sched_setnuma(p, max_nid);
2270         }
2271
2272         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2273 }
2274
2275 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2276 {
2277         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2278 }
2279
2280 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2281 {
2282         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2283                 kfree_rcu(grp, rcu);
2284 }
2285
2286 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2287                         int *priv)
2288 {
2289         struct numa_group *grp, *my_grp;
2290         struct task_struct *tsk;
2291         bool join = false;
2292         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2293         int i;
2294
2295         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2296                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2297                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2298
2299                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2300                 if (!grp)
2301                         return;
2302
2303                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2304                 grp->active_nodes = 1;
2305                 grp->max_faults_cpu = 0;
2306                 spin_lock_init(&grp->lock);
2307                 grp->gid = p->pid;
2308                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2309                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2310                                                 nr_node_ids;
2311
2312                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2313                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2314
2315                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2316
2317                 grp->nr_tasks++;
2318                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2319         }
2320
2321         rcu_read_lock();
2322         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2323
2324         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2325                 goto no_join;
2326
2327         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2328         if (!grp)
2329                 goto no_join;
2330
2331         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2332         if (grp == my_grp)
2333                 goto no_join;
2334
2335         /*
2336          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2337          * the other task will join us.
2338          */
2339         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2340                 goto no_join;
2341
2342         /*
2343          * Tie-break on the grp address.
2344          */
2345         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2346                 goto no_join;
2347
2348         /* Always join threads in the same process. */
2349         if (tsk->mm == current->mm)
2350                 join = true;
2351
2352         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2353         if (flags & TNF_SHARED)
2354                 join = true;
2355
2356         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2357         *priv = !join;
2358
2359         if (join && !get_numa_group(grp))
2360                 goto no_join;
2361
2362         rcu_read_unlock();
2363
2364         if (!join)
2365                 return;
2366
2367         BUG_ON(irqs_disabled());
2368         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2369
2370         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2371                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2372                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2373         }
2374         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2375         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2376
2377         my_grp->nr_tasks--;
2378         grp->nr_tasks++;
2379
2380         spin_unlock(&my_grp->lock);
2381         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2382
2383         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2384
2385         put_numa_group(my_grp);
2386         return;
2387
2388 no_join:
2389         rcu_read_unlock();
2390         return;
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Get rid of NUMA staticstics associated with a task (either current or dead).
2395  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2396  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2397  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2398  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2399  */
2400 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2401 {
2402         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2403         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2404         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2405         unsigned long flags;
2406         int i;
2407
2408         if (!numa_faults)
2409                 return;
2410
2411         if (grp) {
2412                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2413                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2414                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2415                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2416
2417                 grp->nr_tasks--;
2418                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2419                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2420                 put_numa_group(grp);
2421         }
2422
2423         if (final) {
2424                 p->numa_faults = NULL;
2425                 kfree(numa_faults);
2426         } else {
2427                 p->total_numa_faults = 0;
2428                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2429                         numa_faults[i] = 0;
2430         }
2431 }
2432
2433 /*
2434  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2435  */
2436 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2437 {
2438         struct task_struct *p = current;
2439         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2440         int cpu_node = task_node(current);
2441         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2442         struct numa_group *ng;
2443         int priv;
2444
2445         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2446                 return;
2447
2448         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2449         if (!p->mm)
2450                 return;
2451
2452         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2453         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2454                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2455                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2456
2457                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2458                 if (!p->numa_faults)
2459                         return;
2460
2461                 p->total_numa_faults = 0;
2462                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2463         }
2464
2465         /*
2466          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2467          * to be private if the accessing pid has not changed
2468          */
2469         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2470                 priv = 1;
2471         } else {
2472                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2473                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2474                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2475         }
2476
2477         /*
2478          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2479          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2480          * actively using should be counted as local. This allows the
2481          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2482          */
2483         ng = deref_curr_numa_group(p);
2484         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2485                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2486                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2487                 local = 1;
2488
2489         /*
2490          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2491          * previously failed, or the scheduler moved us.
2492          */
2493         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2494                 task_numa_placement(p);
2495                 numa_migrate_preferred(p);
2496         }
2497
2498         if (migrated)
2499                 p->numa_pages_migrated += pages;
2500         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2501                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2502
2503         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2504         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2505         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2506 }
2507
2508 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2509 {
2510         /*
2511          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2512          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2513          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2514          * much of an issue though, since this is just used for
2515          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2516          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2517          */
2518         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2519         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2520 }
2521
2522 /*
2523  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2524  * Triggered from task_tick_numa().
2525  */
2526 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2527 {
2528         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2529         struct task_struct *p = current;
2530         struct mm_struct *mm = p->mm;
2531         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2532         struct vm_area_struct *vma;
2533         unsigned long start, end;
2534         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2535         long pages, virtpages;
2536
2537         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2538
2539         work->next = work; /* protect against double add */
2540         /*
2541          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2542          *
2543          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2544          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2545          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2546          * work.
2547          */
2548         if (p->flags & PF_EXITING)
2549                 return;
2550
2551         if (!mm->numa_next_scan) {
2552                 mm->numa_next_scan = now +
2553                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2554         }
2555
2556         /*
2557          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2558          */
2559         migrate = mm->numa_next_scan;
2560         if (time_before(now, migrate))
2561                 return;
2562
2563         if (p->numa_scan_period == 0) {
2564                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2565                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2566         }
2567
2568         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2569         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2570                 return;
2571
2572         /*
2573          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2574          * the next time around.
2575          */
2576         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2577
2578         start = mm->numa_scan_offset;
2579         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2580         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2581         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2582         if (!pages)
2583                 return;
2584
2585
2586         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))
2587                 return;
2588         vma = find_vma(mm, start);
2589         if (!vma) {
2590                 reset_ptenuma_scan(p);
2591                 start = 0;
2592                 vma = mm->mmap;
2593         }
2594         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2595                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2596                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2597                         continue;
2598                 }
2599
2600                 /*
2601                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2602                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2603                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2604                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2605                  */
2606                 if (!vma->vm_mm ||
2607                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2608                         continue;
2609
2610                 /*
2611                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2612                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2613                  */
2614                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2615                         continue;
2616
2617                 do {
2618                         start = max(start, vma->vm_start);
2619                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2620                         end = min(end, vma->vm_end);
2621                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2622
2623                         /*
2624                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2625                          * hpages that have at least one present PTE that
2626                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2627                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2628                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2629                          * areas faster.
2630                          */
2631                         if (nr_pte_updates)
2632                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2633                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2634
2635                         start = end;
2636                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2637                                 goto out;
2638
2639                         cond_resched();
2640                 } while (end != vma->vm_end);
2641         }
2642
2643 out:
2644         /*
2645          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2646          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2647          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2648          * scanner to the start so check it now.
2649          */
2650         if (vma)
2651                 mm->numa_scan_offset = start;
2652         else
2653                 reset_ptenuma_scan(p);
2654         up_read(&mm->mmap_sem);
2655
2656         /*
2657          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2658          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2659          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2660          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2661          */
2662         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2663                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2664                 p->node_stamp += 32 * diff;
2665         }
2666 }
2667
2668 /*
2669  * Drive the periodic memory faults..
2670  */
2671 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2672 {
2673         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2674         u64 period, now;
2675
2676         /*
2677          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2678          */
2679         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2680                 return;
2681
2682         /*
2683          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2684          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2685          * task needs to have done some actual work before we bother with
2686          * NUMA placement.
2687          */
2688         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2689         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2690
2691         if (now > curr->node_stamp + period) {
2692                 if (!curr->node_stamp)
2693                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2694                 curr->node_stamp += period;
2695
2696                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2697                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2698                         task_work_add(curr, work, true);
2699                 }
2700         }
2701 }
2702
2703 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2704 {
2705         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2706         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2707
2708         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2709                 return;
2710
2711         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2712                 return;
2713
2714         if (src_nid == dst_nid)
2715                 return;
2716
2717         /*
2718          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2719          * has completed. This is most likely due to a new task that
2720          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2721          */
2722         if (p->numa_scan_seq) {
2723                 /*
2724                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2725                  * node or if the task was not previously running on
2726                  * the preferred node.
2727                  */
2728                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2729                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
2730                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
2731                         return;
2732         }
2733
2734         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2735 }
2736
2737 #else
2738 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2739 {
2740 }
2741
2742 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2743 {
2744 }
2745
2746 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2747 {
2748 }
2749
2750 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2751 {
2752 }
2753
2754 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2755
2756 static void
2757 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2758 {
2759         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2760 #ifdef CONFIG_SMP
2761         if (entity_is_task(se)) {
2762                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2763
2764                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2765                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2766         }
2767 #endif
2768         cfs_rq->nr_running++;
2769 }
2770
2771 static void
2772 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2773 {
2774         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2775 #ifdef CONFIG_SMP
2776         if (entity_is_task(se)) {
2777                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2778                 list_del_init(&se->group_node);
2779         }
2780 #endif
2781         cfs_rq->nr_running--;
2782 }
2783
2784 /*
2785  * Signed add and clamp on underflow.
2786  *
2787  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2788  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2789  * values.
2790  */
2791 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
2792         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2793         typeof(_val) val = (_val);                              \
2794         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2795                                                                 \
2796         res = var + val;                                        \
2797                                                                 \
2798         if (val < 0 && res > var)                               \
2799                 res = 0;                                        \
2800                                                                 \
2801         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2802 } while (0)
2803
2804 /*
2805  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2806  *
2807  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2808  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2809  * values.
2810  */
2811 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2812         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2813         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2814         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2815         res = var - val;                                        \
2816         if (res > var)                                          \
2817                 res = 0;                                        \
2818         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2819 } while (0)
2820
2821 /*
2822  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
2823  *
2824  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
2825  * and is thus optimized for local variable updates.
2826  */
2827 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
2828         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2829         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
2830 } while (0)
2831
2832 #ifdef CONFIG_SMP
2833 static inline void
2834 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2835 {
2836         cfs_rq->runnable_weight += se->runnable_weight;
2837
2838         cfs_rq->avg.runnable_load_avg += se->avg.runnable_load_avg;
2839         cfs_rq->avg.runnable_load_sum += se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum;
2840 }
2841
2842 static inline void
2843 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2844 {
2845         cfs_rq->runnable_weight -= se->runnable_weight;
2846
2847         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, se->avg.runnable_load_avg);
2848         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum,
2849                      se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum);
2850 }
2851
2852 static inline void
2853 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2854 {
2855         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2856         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
2857 }
2858
2859 static inline void
2860 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2861 {
2862         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2863         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
2864 }
2865 #else
2866 static inline void
2867 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2868 static inline void
2869 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2870 static inline void
2871 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2872 static inline void
2873 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2874 #endif
2875
2876 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2877                             unsigned long weight, unsigned long runnable)
2878 {
2879         if (se->on_rq) {
2880                 /* commit outstanding execution time */
2881                 if (cfs_rq->curr == se)
2882                         update_curr(cfs_rq);
2883                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2884                 dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2885         }
2886         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
2887
2888         se->runnable_weight = runnable;
2889         update_load_set(&se->load, weight);
2890
2891 #ifdef CONFIG_SMP
2892         do {
2893                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + se->avg.period_contrib;
2894
2895                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
2896                 se->avg.runnable_load_avg =
2897                         div_u64(se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum, divider);
2898         } while (0);
2899 #endif
2900
2901         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
2902         if (se->on_rq) {
2903                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2904                 enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2905         }
2906 }
2907
2908 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
2909 {
2910         struct sched_entity *se = &p->se;
2911         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2912         struct load_weight *load = &se->load;
2913         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
2914
2915         reweight_entity(cfs_rq, se, weight, weight);
2916         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
2917 }
2918
2919 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2920 #ifdef CONFIG_SMP
2921 /*
2922  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
2923  * global sum we all love to hate.
2924  *
2925  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
2926  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
2927  *
2928  *                     tg->weight * grq->load.weight
2929  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
2930  *                        \Sum grq->load.weight
2931  *
2932  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
2933  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
2934  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
2935  *
2936  * So instead of the above, we substitute:
2937  *
2938  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
2939  *
2940  * which yields the following:
2941  *
2942  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
2943  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
2944  *                              tg->load_avg
2945  *
2946  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
2947  *
2948  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
2949  *
2950  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
2951  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
2952  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
2953  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
2954  * yielding bad latency etc..
2955  *
2956  * Now, in that special case (1) reduces to:
2957  *
2958  *                     tg->weight * grq->load.weight
2959  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
2960  *                          grp->load.weight
2961  *
2962  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
2963  *
2964  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
2965  * UP case, like:
2966  *
2967  *   ge->load.weight =
2968  *
2969  *              tg->weight * grq->load.weight
2970  *     ---------------------------------------------------         (5)
2971  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
2972  *
2973  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
2974  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
2975  *
2976  *
2977  *                     tg->weight * grq->load.weight
2978  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
2979  *                              tg_load_avg'
2980  *
2981  * Where:
2982  *
2983  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
2984  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
2985  *
2986  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
2987  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
2988  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
2989  *
2990  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
2991  *
2992  * hence icky!
2993  */
2994 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2995 {
2996         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
2997         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2998
2999         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3000
3001         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3002
3003         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3004
3005         /* Ensure tg_weight >= load */
3006         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3007         tg_weight += load;
3008
3009         shares = (tg_shares * load);
3010         if (tg_weight)
3011                 shares /= tg_weight;
3012
3013         /*
3014          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3015          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3016          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3017          * the group on a CPU.
3018          *
3019          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3020          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3021          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3022          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3023          * instead of 0.
3024          */
3025         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3026 }
3027
3028 /*
3029  * This calculates the effective runnable weight for a group entity based on
3030  * the group entity weight calculated above.
3031  *
3032  * Because of the above approximation (2), our group entity weight is
3033  * an load_avg based ratio (3). This means that it includes blocked load and
3034  * does not represent the runnable weight.
3035  *
3036  * Approximate the group entity's runnable weight per ratio from the group
3037  * runqueue:
3038  *
3039  *                                           grq->avg.runnable_load_avg
3040  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight * -------------------------- (7)
3041  *                                               grq->avg.load_avg
3042  *
3043  * However, analogous to above, since the avg numbers are slow, this leads to
3044  * transients in the from-idle case. Instead we use:
3045  *
3046  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight *
3047  *
3048  *              max(grq->avg.runnable_load_avg, grq->runnable_weight)
3049  *              -----------------------------------------------------   (8)
3050  *                    max(grq->avg.load_avg, grq->load.weight)
3051  *
3052  * Where these max() serve both to use the 'instant' values to fix the slow
3053  * from-idle and avoid the /0 on to-idle, similar to (6).
3054  */
3055 static long calc_group_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, long shares)
3056 {
3057         long runnable, load_avg;
3058
3059         load_avg = max(cfs_rq->avg.load_avg,
3060                        scale_load_down(cfs_rq->load.weight));
3061
3062         runnable = max(cfs_rq->avg.runnable_load_avg,
3063                        scale_load_down(cfs_rq->runnable_weight));
3064
3065         runnable *= shares;
3066         if (load_avg)
3067                 runnable /= load_avg;
3068
3069         return clamp_t(long, runnable, MIN_SHARES, shares);
3070 }
3071 #endif /* CONFIG_SMP */
3072
3073 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3074
3075 /*
3076  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3077  * runqueue.
3078  */
3079 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3080 {
3081         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3082         long shares, runnable;
3083
3084         if (!gcfs_rq)
3085                 return;
3086
3087         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3088                 return;
3089
3090 #ifndef CONFIG_SMP
3091         runnable = shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3092
3093         if (likely(se->load.weight == shares))
3094                 return;
3095 #else
3096         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3097         runnable = calc_group_runnable(gcfs_rq, shares);
3098 #endif
3099
3100         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares, runnable);
3101 }
3102
3103 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3104 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3105 {
3106 }
3107 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3108
3109 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3110 {
3111         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3112
3113         if (&rq->cfs == cfs_rq || (flags & SCHED_CPUFREQ_MIGRATION)) {
3114                 /*
3115                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3116                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3117                  * a real problem.
3118                  *
3119                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3120                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3121                  * number include things like RT tasks.
3122                  *
3123                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3124                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3125                  *
3126                  * See cpu_util().
3127                  */
3128                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3129         }
3130 }
3131
3132 #ifdef CONFIG_SMP
3133 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3134 /**
3135  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3136  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3137  * @force: update regardless of how small the difference
3138  *
3139  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3140  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3141  * considerations.
3142  *
3143  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3144  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3145  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3146  *
3147  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3148  */
3149 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
3150 {
3151         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3152
3153         /*
3154          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3155          */
3156         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3157                 return;
3158
3159         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3160                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3161                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3162         }
3163 }
3164
3165 /*
3166  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3167  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3168  * including the state of rq->lock, should be made.
3169  */
3170 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3171                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3172 {
3173         u64 p_last_update_time;
3174         u64 n_last_update_time;
3175
3176         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3177                 return;
3178
3179         /*
3180          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3181          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3182          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3183          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3184          * the wakee more load sounds not bad.
3185          */
3186         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3187                 return;
3188
3189 #ifndef CONFIG_64BIT
3190         {
3191                 u64 p_last_update_time_copy;
3192                 u64 n_last_update_time_copy;
3193
3194                 do {
3195                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3196                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3197
3198                         smp_rmb();
3199
3200                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3201                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3202
3203                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3204                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3205         }
3206 #else
3207         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3208         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3209 #endif
3210         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3211         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3212 }
3213
3214
3215 /*
3216  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3217  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3218  * that for each group:
3219  *
3220  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3221  *
3222  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3223  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3224  *
3225  * Per the above update_tg_cfs_util() is trivial and simply copies the running
3226  * sum over (but still wrong, because the group entity and group rq do not have
3227  * their PELT windows aligned).
3228  *
3229  * However, update_tg_cfs_runnable() is more complex. So we have:
3230  *
3231  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3232  *
3233  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3234  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3235  *
3236  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3237  *
3238  * And per (1) we have:
3239  *
3240  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3241  *
3242  * Which gives:
3243  *
3244  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3245  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3246  *                               grq->load.weight
3247  *
3248  * Except that is wrong!
3249  *
3250  * Because while for entities historical weight is not important and we
3251  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3252  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3253  *
3254  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3255  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3256  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3257  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3258  *
3259  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3260  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3261  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3262  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3263  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3264  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3265  *
3266  * So we'll have to approximate.. :/
3267  *
3268  * Given the constraint:
3269  *
3270  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3271  *
3272  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3273  * overlap.
3274  *
3275  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3276  *
3277  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3278  *
3279  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3280  *
3281  */
3282
3283 static inline void
3284 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3285 {
3286         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3287
3288         /* Nothing to update */
3289         if (!delta)
3290                 return;
3291
3292         /*
3293          * The relation between sum and avg is:
3294          *
3295          *   LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib
3296          *
3297          * however, the PELT windows are not aligned between grq and gse.
3298          */
3299
3300         /* Set new sched_entity's utilization */
3301         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3302         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3303
3304         /* Update parent cfs_rq utilization */
3305         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3306         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3307 }
3308
3309 static inline void
3310 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3311 {
3312         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3313         unsigned long runnable_load_avg, load_avg;
3314         u64 runnable_load_sum, load_sum = 0;
3315         s64 delta_sum;
3316
3317         if (!runnable_sum)
3318                 return;
3319
3320         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3321
3322         if (runnable_sum >= 0) {
3323                 /*
3324                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3325                  * the CPU is saturated running == runnable.
3326                  */
3327                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3328                 runnable_sum = min(runnable_sum, (long)LOAD_AVG_MAX);
3329         } else {
3330                 /*
3331                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3332                  * assuming all tasks are equally runnable.
3333                  */
3334                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3335                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3336                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3337                 }
3338
3339                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3340                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3341         }
3342
3343         /*
3344          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3345          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3346          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3347          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3348          */
3349         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3350         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3351
3352         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3353         load_avg = div_s64(load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3354
3355         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3356         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3357
3358         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3359         se->avg.load_avg = load_avg;
3360         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3361         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3362
3363         runnable_load_sum = (s64)se_runnable(se) * runnable_sum;
3364         runnable_load_avg = div_s64(runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3365         delta_sum = runnable_load_sum - se_weight(se) * se->avg.runnable_load_sum;
3366         delta_avg = runnable_load_avg - se->avg.runnable_load_avg;
3367
3368         se->avg.runnable_load_sum = runnable_sum;
3369         se->avg.runnable_load_avg = runnable_load_avg;
3370
3371         if (se->on_rq) {
3372                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, delta_avg);
3373                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum, delta_sum);
3374         }
3375 }
3376
3377 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3378 {
3379         cfs_rq->propagate = 1;
3380         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3381 }
3382
3383 /* Update task and its cfs_rq load average */
3384 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3385 {
3386         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3387
3388         if (entity_is_task(se))
3389                 return 0;
3390
3391         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3392         if (!gcfs_rq->propagate)
3393                 return 0;
3394
3395         gcfs_rq->propagate = 0;
3396
3397         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3398
3399         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3400
3401         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3402         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3403
3404         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3405         trace_pelt_se_tp(se);
3406
3407         return 1;
3408 }
3409
3410 /*
3411  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3412  * group_entity:
3413  */
3414 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3415 {
3416         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3417
3418         /*
3419          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3420          * decay it:
3421          */
3422         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3423                 return false;
3424
3425         /*
3426          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3427          * the utilization of the sched_entity:
3428          */
3429         if (gcfs_rq->propagate)
3430                 return false;
3431
3432         /*
3433          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3434          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3435          * waste of time to try to decay it:
3436          */
3437         return true;
3438 }
3439
3440 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3441
3442 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
3443
3444 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3445 {
3446         return 0;
3447 }
3448
3449 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3450
3451 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3452
3453 /**
3454  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3455  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3456  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3457  *
3458  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3459  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3460  * post_init_entity_util_avg().
3461  *
3462  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3463  *
3464  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3465  *
3466  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3467  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3468  */
3469 static inline int
3470 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3471 {
3472         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable_sum = 0;
3473         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3474         int decayed = 0;
3475
3476         if (cfs_rq->removed.nr) {
3477                 unsigned long r;
3478                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib;
3479
3480                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3481                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3482                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3483                 swap(cfs_rq->removed.runnable_sum, removed_runnable_sum);
3484                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3485                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3486
3487                 r = removed_load;
3488                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3489                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3490
3491                 r = removed_util;
3492                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3493                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3494
3495                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -(long)removed_runnable_sum);
3496
3497                 decayed = 1;
3498         }
3499
3500         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3501
3502 #ifndef CONFIG_64BIT
3503         smp_wmb();
3504         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3505 #endif
3506
3507         if (decayed)
3508                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3509
3510         return decayed;
3511 }
3512
3513 /**
3514  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3515  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3516  * @se: sched_entity to attach
3517  * @flags: migration hints
3518  *
3519  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3520  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3521  */
3522 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3523 {
3524         u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + cfs_rq->avg.period_contrib;
3525
3526         /*
3527          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3528          * window because without that, really weird and wonderful things can
3529          * happen.
3530          *
3531          * XXX illustrate
3532          */
3533         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3534         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3535
3536         /*
3537          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3538          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3539          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3540          * _sum a little.
3541          */
3542         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3543
3544         se->avg.load_sum = divider;
3545         if (se_weight(se)) {
3546                 se->avg.load_sum =
3547                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3548         }
3549
3550         se->avg.runnable_load_sum = se->avg.load_sum;
3551
3552         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3553         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3554         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3555
3556         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3557
3558         cfs_rq_util_change(cfs_rq, flags);
3559
3560         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3561 }
3562
3563 /**
3564  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3565  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3566  * @se: sched_entity to detach
3567  *
3568  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3569  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3570  */
3571 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3572 {
3573         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3574         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3575         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3576
3577         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3578
3579         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3580
3581         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3582 }
3583
3584 /*
3585  * Optional action to be done while updating the load average
3586  */
3587 #define UPDATE_TG       0x1
3588 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3589 #define DO_ATTACH       0x4
3590
3591 /* Update task and its cfs_rq load average */
3592 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3593 {
3594         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
3595         int decayed;
3596
3597         /*
3598          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3599          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3600          */
3601         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3602                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
3603
3604         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3605         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3606
3607         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3608
3609                 /*
3610                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3611                  * !last_update_time means we've passed through
3612                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3613                  *
3614                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3615                  */
3616                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, SCHED_CPUFREQ_MIGRATION);
3617                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3618
3619         } else if (decayed && (flags & UPDATE_TG))
3620                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3621 }
3622
3623 #ifndef CONFIG_64BIT
3624 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3625 {
3626         u64 last_update_time_copy;
3627         u64 last_update_time;
3628
3629         do {
3630                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3631                 smp_rmb();
3632                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3633         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3634
3635         return last_update_time;
3636 }
3637 #else
3638 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3639 {
3640         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3641 }
3642 #endif
3643
3644 /*
3645  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3646  * the previous rq.
3647  */
3648 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3649 {
3650         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3651         u64 last_update_time;
3652
3653         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3654         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
3655 }
3656
3657 /*
3658  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3659  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3660  */
3661 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3662 {
3663         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3664         unsigned long flags;
3665
3666         /*
3667          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3668          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3669          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3670          */
3671
3672         sync_entity_load_avg(se);
3673
3674         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3675         ++cfs_rq->removed.nr;
3676         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3677         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3678         cfs_rq->removed.runnable_sum    += se->avg.load_sum; /* == runnable_sum */
3679         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3680 }
3681
3682 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3683 {
3684         return cfs_rq->avg.runnable_load_avg;
3685 }
3686
3687 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3688 {
3689         return cfs_rq->avg.load_avg;
3690 }
3691
3692 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3693
3694 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3695 {
3696         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3697 }
3698
3699 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3700 {
3701         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3702
3703         return (max(ue.ewma, ue.enqueued) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3704 }
3705
3706 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3707 {
3708         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3709 }
3710
3711 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3712                                     struct task_struct *p)
3713 {
3714         unsigned int enqueued;
3715
3716         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3717                 return;
3718
3719         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3720         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3721         enqueued += _task_util_est(p);
3722         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3723 }
3724
3725 /*
3726  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3727  * based on the observation that:
3728  *
3729  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3730  *
3731  * NOTE: this only works when value + maring < INT_MAX.
3732  */
3733 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3734 {
3735         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3736 }
3737
3738 static void
3739 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p, bool task_sleep)
3740 {
3741         long last_ewma_diff;
3742         struct util_est ue;
3743         int cpu;
3744
3745         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3746                 return;
3747
3748         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3749         ue.enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3750         ue.enqueued -= min_t(unsigned int, ue.enqueued, _task_util_est(p));
3751         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, ue.enqueued);
3752
3753         /*
3754          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3755          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3756          */
3757         if (!task_sleep)
3758                 return;
3759
3760         /*
3761          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3762          * skip the util_est update.
3763          */
3764         ue = p->se.avg.util_est;
3765         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3766                 return;
3767
3768         /*
3769          * Skip update of task's estimated utilization when its EWMA is
3770          * already ~1% close to its last activation value.
3771          */
3772         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3773         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
3774         if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)))
3775                 return;
3776
3777         /*
3778          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
3779          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
3780          */
3781         cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
3782         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu))
3783                 return;
3784
3785         /*
3786          * Update Task's estimated utilization
3787          *
3788          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
3789          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
3790          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
3791          * Weighted Moving Average (EWMA):
3792          *
3793          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
3794          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
3795          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
3796          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
3797          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
3798          *
3799          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
3800          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
3801          */
3802         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3803         ue.ewma  += last_ewma_diff;
3804         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3805         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
3806 }
3807
3808 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
3809 {
3810         return capacity * 1024 > task_util_est(p) * capacity_margin;
3811 }
3812
3813 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
3814 {
3815         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
3816                 return;
3817
3818         if (!p) {
3819                 rq->misfit_task_load = 0;
3820                 return;
3821         }
3822
3823         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
3824                 rq->misfit_task_load = 0;
3825                 return;
3826         }
3827
3828         rq->misfit_task_load = task_h_load(p);
3829 }
3830
3831 #else /* CONFIG_SMP */
3832
3833 #define UPDATE_TG       0x0
3834 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3835 #define DO_ATTACH       0x0
3836
3837 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
3838 {
3839         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3840 }
3841
3842 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3843
3844 static inline void
3845 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags) {}
3846 static inline void
3847 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3848
3849 static inline int idle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
3850 {
3851         return 0;
3852 }
3853
3854 static inline void
3855 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
3856
3857 static inline void
3858 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
3859                  bool task_sleep) {}
3860 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
3861
3862 #endif /* CONFIG_SMP */
3863
3864 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3865 {
3866 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3867         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3868
3869         if (d < 0)
3870                 d = -d;
3871
3872         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3873                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
3874 #endif
3875 }
3876
3877 static void
3878 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3879 {
3880         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3881
3882         /*
3883          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3884          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3885          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3886          * stays open at the end.
3887          */
3888         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3889                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3890
3891         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3892         if (!initial) {
3893                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3894
3895                 /*
3896                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3897                  * for a gentler effect of sleepers:
3898                  */
3899                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3900                         thresh >>= 1;
3901
3902                 vruntime -= thresh;
3903         }
3904
3905         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3906         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3907 }
3908
3909 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3910
3911 static inline void check_schedstat_required(void)
3912 {
3913 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3914         if (schedstat_enabled())
3915                 return;
3916
3917         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
3918         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
3919                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
3920                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
3921                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
3922                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
3923                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
3924                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
3925                              "kernel parameter schedstats=enable or "
3926                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
3927         }
3928 #endif
3929 }
3930
3931
3932 /*
3933  * MIGRATION
3934  *
3935  *      dequeue
3936  *        update_curr()
3937  *          update_min_vruntime()
3938  *        vruntime -= min_vruntime
3939  *
3940  *      enqueue
3941  *        update_curr()
3942  *          update_min_vruntime()
3943  *        vruntime += min_vruntime
3944  *
3945  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
3946  * min_vruntime are up-to-date.
3947  *
3948  * WAKEUP (remote)
3949  *
3950  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
3951  *        vruntime -= min_vruntime
3952  *
3953  *      enqueue
3954  *        update_curr()
3955  *          update_min_vruntime()
3956  *        vruntime += min_vruntime
3957  *
3958  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
3959  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
3960  */
3961
3962 static void
3963 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3964 {
3965         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
3966         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3967
3968         /*
3969          * If we're the current task, we must renormalise before calling
3970          * update_curr().
3971          */
3972         if (renorm && curr)
3973                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3974
3975         update_curr(cfs_rq);
3976
3977         /*
3978          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
3979          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
3980          * placed in the past could significantly boost this task to the
3981          * fairness detriment of existing tasks.
3982          */
3983         if (renorm && !curr)
3984                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3985
3986         /*
3987          * When enqueuing a sched_entity, we must:
3988          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3989          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
3990          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
3991          *     its group cfs_rq
3992          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
3993          */
3994         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
3995         update_cfs_group(se);
3996         enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
3997         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3998
3999         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4000                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4001
4002         check_schedstat_required();
4003         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
4004         check_spread(cfs_rq, se);
4005         if (!curr)
4006                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4007         se->on_rq = 1;
4008
4009         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
4010                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4011                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4012         }
4013 }
4014
4015 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4016 {
4017         for_each_sched_entity(se) {
4018                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4019                 if (cfs_rq->last != se)
4020                         break;
4021
4022                 cfs_rq->last = NULL;
4023         }
4024 }
4025
4026 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4027 {
4028         for_each_sched_entity(se) {
4029                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4030                 if (cfs_rq->next != se)
4031                         break;
4032
4033                 cfs_rq->next = NULL;
4034         }
4035 }
4036
4037 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4038 {
4039         for_each_sched_entity(se) {
4040                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4041                 if (cfs_rq->skip != se)
4042                         break;
4043
4044                 cfs_rq->skip = NULL;
4045         }
4046 }
4047
4048 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4049 {
4050         if (cfs_rq->last == se)
4051                 __clear_buddies_last(se);
4052
4053         if (cfs_rq->next == se)
4054                 __clear_buddies_next(se);
4055
4056         if (cfs_rq->skip == se)
4057                 __clear_buddies_skip(se);
4058 }
4059
4060 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4061
4062 static void
4063 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4064 {
4065         /*
4066          * Update run-time statistics of the 'current'.
4067          */
4068         update_curr(cfs_rq);
4069
4070         /*
4071          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4072          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4073          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4074          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4075          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4076          *     of its group cfs_rq.
4077          */
4078         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4079         dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
4080
4081         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
4082
4083         clear_buddies(cfs_rq, se);
4084
4085         if (se != cfs_rq->curr)
4086                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4087         se->on_rq = 0;
4088         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4089
4090         /*
4091          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4092          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4093          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4094          * can move min_vruntime forward still more.
4095          */
4096         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4097                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4098
4099         /* return excess runtime on last dequeue */
4100         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4101
4102         update_cfs_group(se);
4103
4104         /*
4105          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4106          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4107          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4108          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4109          */
4110         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4111                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4112 }
4113
4114 /*
4115  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4116  */
4117 static void
4118 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4119 {
4120         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4121         struct sched_entity *se;
4122         s64 delta;
4123
4124         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4125         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4126         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4127                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4128                 /*
4129                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4130                  * re-elected due to buddy favours.
4131                  */
4132                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4133                 return;
4134         }
4135
4136         /*
4137          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4138          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4139          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4140          */
4141         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4142                 return;
4143
4144         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4145         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4146
4147         if (delta < 0)
4148                 return;
4149
4150         if (delta > ideal_runtime)
4151                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4152 }
4153
4154 static void
4155 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4156 {
4157         /* 'current' is not kept within the tree. */
4158         if (se->on_rq) {
4159                 /*
4160                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4161                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4162                  * runqueue.
4163                  */
4164                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4165                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4166                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4167         }
4168
4169         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4170         cfs_rq->curr = se;
4171
4172         /*
4173          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4174          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4175          * when there are only lesser-weight tasks around):
4176          */
4177         if (schedstat_enabled() &&
4178             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4179                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4180                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4181                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4182         }
4183
4184         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4185 }
4186
4187 static int
4188 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4189
4190 /*
4191  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4192  * 1) keep things fair between processes/task groups
4193  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4194  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4195  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4196  */
4197 static struct sched_entity *
4198 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4199 {
4200         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4201         struct sched_entity *se;
4202
4203         /*
4204          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4205          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4206          */
4207         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4208                 left = curr;
4209
4210         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4211
4212         /*
4213          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4214          * be done without getting too unfair.
4215          */
4216         if (cfs_rq->skip == se) {
4217                 struct sched_entity *second;
4218
4219                 if (se == curr) {
4220                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4221                 } else {
4222                         second = __pick_next_entity(se);
4223                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4224                                 second = curr;
4225                 }
4226
4227                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4228                         se = second;
4229         }
4230
4231         /*
4232          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4233          */
4234         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
4235                 se = cfs_rq->last;
4236
4237         /*
4238          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4239          */
4240         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
4241                 se = cfs_rq->next;
4242
4243         clear_buddies(cfs_rq, se);
4244
4245         return se;
4246 }
4247
4248 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4249
4250 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4251 {
4252         /*
4253          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4254          * was not called and update_curr() has to be done:
4255          */
4256         if (prev->on_rq)
4257                 update_curr(cfs_rq);
4258
4259         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4260         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4261
4262         check_spread(cfs_rq, prev);
4263
4264         if (prev->on_rq) {
4265                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4266                 /* Put 'current' back into the tree. */
4267                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4268                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4269                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4270         }
4271         cfs_rq->curr = NULL;
4272 }
4273
4274 static void
4275 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4276 {
4277         /*
4278          * Update run-time statistics of the 'current'.
4279          */
4280         update_curr(cfs_rq);
4281
4282         /*
4283          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4284          */
4285         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4286         update_cfs_group(curr);
4287
4288 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4289         /*
4290          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4291          * validating it and just reschedule.
4292          */
4293         if (queued) {
4294                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4295                 return;
4296         }
4297         /*
4298          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4299          */
4300         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4301                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4302                 return;
4303 #endif
4304
4305         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4306                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4307 }
4308
4309
4310 /**************************************************
4311  * CFS bandwidth control machinery
4312  */
4313
4314 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4315
4316 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4317 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4318
4319 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4320 {
4321         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4322 }
4323
4324 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4325 {
4326         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4327 }
4328
4329 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4330 {
4331         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4332 }
4333 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4334 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4335 {
4336         return true;
4337 }
4338
4339 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4340 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4341 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4342
4343 /*
4344  * default period for cfs group bandwidth.
4345  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4346  */
4347 static inline u64 default_cfs_period(void)
4348 {
4349         return 100000000ULL;
4350 }
4351
4352 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4353 {
4354         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4355 }
4356
4357 /*
4358  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
4359  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
4360  * additional synchronization around rq->lock.
4361  *
4362  * requires cfs_b->lock
4363  */
4364 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4365 {
4366         u64 now;
4367
4368         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4369                 return;
4370
4371         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
4372         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4373         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
4374         cfs_b->expires_seq++;
4375 }
4376
4377 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4378 {
4379         return &tg->cfs_bandwidth;
4380 }
4381
4382 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
4383 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4384 {
4385         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
4386                 return cfs_rq->throttled_clock_task - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4387
4388         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4389 }
4390
4391 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4392 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4393 {
4394         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
4395         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
4396         u64 amount = 0, min_amount, expires;
4397         int expires_seq;
4398
4399         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4400         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
4401
4402         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4403         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4404                 amount = min_amount;
4405         else {
4406                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4407
4408                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4409                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4410                         cfs_b->runtime -= amount;
4411                         cfs_b->idle = 0;
4412                 }
4413         }
4414         expires_seq = cfs_b->expires_seq;
4415         expires = cfs_b->runtime_expires;
4416         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4417
4418         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4419         /*
4420          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
4421          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
4422          * issued.
4423          */
4424         if (cfs_rq->expires_seq != expires_seq) {
4425                 cfs_rq->expires_seq = expires_seq;
4426                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4427         }
4428
4429         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4430 }
4431
4432 /*
4433  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
4434  * fact that rq->clock snapshots this value.
4435  */
4436 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4437 {
4438         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4439
4440         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
4441         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
4442                 return;
4443
4444         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
4445                 return;
4446
4447         /*
4448          * If the local deadline has passed we have to consider the
4449          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
4450          * has not truly expired.
4451          *
4452          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
4453          * whether the global deadline(cfs_b->expires_seq) has advanced.
4454          */
4455         if (cfs_rq->expires_seq == cfs_b->expires_seq) {
4456                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
4457                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
4458         } else {
4459                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
4460                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
4461         }
4462 }
4463
4464 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4465 {
4466         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4467         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4468         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4469
4470         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4471                 return;
4472
4473         if (cfs_rq->throttled)
4474                 return;
4475         /*
4476          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4477          * hierarchy can be throttled
4478          */
4479         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4480                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4481 }
4482
4483 static __always_inline
4484 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4485 {
4486         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4487                 return;
4488
4489         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4490 }
4491
4492 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4493 {
4494         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4495 }
4496
4497 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4498 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4499 {
4500         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4501 }
4502
4503 /*
4504  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4505  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4506  * load-balance operations.
4507  */
4508 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4509                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4510 {
4511         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4512
4513         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4514         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4515
4516         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4517                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4518 }
4519
4520 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4521 {
4522         struct rq *rq = data;
4523         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4524
4525         cfs_rq->throttle_count--;
4526         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4527                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
4528                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4529                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4530
4531                 /* Add cfs_rq with already running entity in the list */
4532                 if (cfs_rq->nr_running >= 1)
4533                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4534         }
4535
4536         return 0;
4537 }
4538
4539 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4540 {
4541         struct rq *rq = data;
4542         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4543
4544         /* group is entering throttled state, stop time */
4545         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4546                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4547                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4548         }
4549         cfs_rq->throttle_count++;
4550
4551         return 0;
4552 }
4553
4554 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4555 {
4556         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4557         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4558         struct sched_entity *se;
4559         long task_delta, dequeue = 1;
4560         bool empty;
4561
4562         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4563
4564         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4565         rcu_read_lock();
4566         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4567         rcu_read_unlock();
4568
4569         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4570         for_each_sched_entity(se) {
4571                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4572                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4573                 if (!se->on_rq)
4574                         break;
4575
4576                 if (dequeue)
4577                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4578                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4579
4580                 if (qcfs_rq->load.weight)
4581                         dequeue = 0;
4582         }
4583
4584         if (!se)
4585                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4586
4587         cfs_rq->throttled = 1;
4588         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4589         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4590         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4591
4592         /*
4593          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
4594          * distribute_cfs_runtime will not see us. If disribute_cfs_runtime is
4595          * not running add to the tail so that later runqueues don't get starved.
4596          */
4597         if (cfs_b->distribute_running)
4598                 list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4599         else
4600                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4601
4602         /*
4603          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
4604          * timer is running.
4605          */
4606         if (empty)
4607                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4608
4609         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4610 }
4611
4612 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4613 {
4614         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4615         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4616         struct sched_entity *se;
4617         int enqueue = 1;
4618         long task_delta;
4619
4620         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4621
4622         cfs_rq->throttled = 0;
4623
4624         update_rq_clock(rq);
4625
4626         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4627         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4628         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4629         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4630
4631         /* update hierarchical throttle state */
4632         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4633
4634         if (!cfs_rq->load.weight)
4635                 return;
4636
4637         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4638         for_each_sched_entity(se) {
4639                 if (se->on_rq)
4640                         enqueue = 0;
4641
4642                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4643                 if (enqueue)
4644                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4645                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4646
4647                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4648                         break;
4649         }
4650
4651         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
4652
4653         if (!se)
4654                 add_nr_running(rq, task_delta);
4655
4656         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4657         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4658                 resched_curr(rq);
4659 }
4660
4661 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4662                 u64 remaining, u64 expires)
4663 {
4664         struct cfs_rq *cfs_rq;
4665         u64 runtime;
4666         u64 starting_runtime = remaining;
4667
4668         rcu_read_lock();
4669         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4670                                 throttled_list) {
4671                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4672                 struct rq_flags rf;
4673
4674                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
4675                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4676                         goto next;
4677
4678                 /* By the above check, this should never be true */
4679                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
4680
4681                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4682                 if (runtime > remaining)
4683                         runtime = remaining;
4684                 remaining -= runtime;
4685
4686                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4687                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4688
4689                 /* we check whether we're throttled above */
4690                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4691                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4692
4693 next:
4694                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
4695
4696                 if (!remaining)
4697                         break;
4698         }
4699         rcu_read_unlock();
4700
4701         return starting_runtime - remaining;
4702 }
4703
4704 /*
4705  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4706  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4707  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4708  * used to track this state.
4709  */
4710 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
4711 {
4712         u64 runtime, runtime_expires;
4713         int throttled;
4714
4715         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4716         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4717                 goto out_deactivate;
4718
4719         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4720         cfs_b->nr_periods += overrun;
4721
4722         /*
4723          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4724          * we're going inactive then everything else can be deferred
4725          */
4726         if (cfs_b->idle && !throttled)
4727                 goto out_deactivate;
4728
4729         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4730
4731         if (!throttled) {
4732                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4733                 cfs_b->idle = 1;
4734                 return 0;
4735         }
4736
4737         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4738         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4739
4740         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
4741
4742         /*
4743          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4744          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4745          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4746          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4747          * only by limited amounts in that extreme case.
4748          */
4749         while (throttled && cfs_b->runtime > 0 && !cfs_b->distribute_running) {
4750                 runtime = cfs_b->runtime;
4751                 cfs_b->distribute_running = 1;
4752                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4753                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4754                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
4755                                                  runtime_expires);
4756                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4757
4758                 cfs_b->distribute_running = 0;
4759                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4760
4761                 lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4762         }
4763
4764         /*
4765          * While we are ensured activity in the period following an
4766          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4767          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4768          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4769          */
4770         cfs_b->idle = 0;
4771
4772         return 0;
4773
4774 out_deactivate:
4775         return 1;
4776 }
4777
4778 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4779 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4780 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4781 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4782 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4783 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4784
4785 /*
4786  * Are we near the end of the current quota period?
4787  *
4788  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4789  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4790  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4791  */
4792 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4793 {
4794         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4795         u64 remaining;
4796
4797         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4798         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4799                 return 1;
4800
4801         /* is a quota refresh about to occur? */
4802         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4803         if (remaining < min_expire)
4804                 return 1;
4805
4806         return 0;
4807 }
4808
4809 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4810 {
4811         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4812
4813         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4814         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4815                 return;
4816
4817         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
4818         if (cfs_b->slack_started)
4819                 return;
4820         cfs_b->slack_started = true;
4821
4822         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4823                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4824                         HRTIMER_MODE_REL);
4825 }
4826
4827 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4828 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4829 {
4830         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4831         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4832
4833         if (slack_runtime <= 0)
4834                 return;
4835
4836         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4837         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
4838             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
4839                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4840
4841                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4842                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4843                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4844                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4845         }
4846         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4847
4848         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4849         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4850 }
4851
4852 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4853 {
4854         if (!cfs_bandwidth_used())
4855                 return;
4856
4857         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4858                 return;
4859
4860         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4861 }
4862
4863 /*
4864  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4865  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4866  */
4867 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4868 {
4869         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4870         unsigned long flags;
4871         u64 expires;
4872
4873         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4874         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4875         cfs_b->slack_started = false;
4876         if (cfs_b->distribute_running) {
4877                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4878                 return;
4879         }
4880
4881         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4882                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4883                 return;
4884         }
4885
4886         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4887                 runtime = cfs_b->runtime;
4888
4889         expires = cfs_b->runtime_expires;
4890         if (runtime)
4891                 cfs_b->distribute_running = 1;
4892
4893         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4894
4895         if (!runtime)
4896                 return;
4897
4898         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
4899
4900         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4901         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
4902                 lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4903         cfs_b->distribute_running = 0;
4904         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4905 }
4906
4907 /*
4908  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4909  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4910  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4911  */
4912 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4913 {
4914         if (!cfs_bandwidth_used())
4915                 return;
4916
4917         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4918         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4919                 return;
4920
4921         /* ensure the group is not already throttled */
4922         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4923                 return;
4924
4925         /* update runtime allocation */
4926         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4927         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4928                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4929 }
4930
4931 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
4932 {
4933         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
4934
4935         if (!cfs_bandwidth_used())
4936                 return;
4937
4938         if (!tg->parent)
4939                 return;
4940
4941         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4942         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
4943
4944         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4945         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
4946 }
4947
4948 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4949 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4950 {
4951         if (!cfs_bandwidth_used())
4952                 return false;
4953
4954         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4955                 return false;
4956
4957         /*
4958          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4959          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4960          */
4961         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4962                 return true;
4963
4964         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4965         return true;
4966 }
4967
4968 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4969 {
4970         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4971                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4972
4973         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4974
4975         return HRTIMER_NORESTART;
4976 }
4977
4978 extern const u64 max_cfs_quota_period;
4979
4980 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4981 {
4982         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4983                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4984         unsigned long flags;
4985         int overrun;
4986         int idle = 0;
4987         int count = 0;
4988
4989         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4990         for (;;) {
4991                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4992                 if (!overrun)
4993                         break;
4994
4995                 if (++count > 3) {
4996                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
4997
4998                         new = (old * 147) / 128; /* ~115% */
4999                         new = min(new, max_cfs_quota_period);
5000
5001                         cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
5002
5003                         /* since max is 1s, this is limited to 1e9^2, which fits in u64 */
5004                         cfs_b->quota *= new;
5005                         cfs_b->quota = div64_u64(cfs_b->quota, old);
5006
5007                         pr_warn_ratelimited(
5008         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5009                                 smp_processor_id(),
5010                                 div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
5011                                 div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5012
5013                         /* reset count so we don't come right back in here */
5014                         count = 0;
5015                 }
5016
5017                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
5018         }
5019         if (idle)
5020                 cfs_b->period_active = 0;
5021         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5022
5023         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
5024 }
5025
5026 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5027 {
5028         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
5029         cfs_b->runtime = 0;
5030         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
5031         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
5032
5033         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5034         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5035         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
5036         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
5037         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
5038         cfs_b->distribute_running = 0;
5039         cfs_b->slack_started = false;
5040 }
5041
5042 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5043 {
5044         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5045         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5046 }
5047
5048 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5049 {
5050         u64 overrun;
5051
5052         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5053
5054         if (cfs_b->period_active)
5055                 return;
5056
5057         cfs_b->period_active = 1;
5058         overrun = hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5059         cfs_b->runtime_expires += (overrun + 1) * ktime_to_ns(cfs_b->period);
5060         cfs_b->expires_seq++;
5061         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5062 }
5063
5064 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5065 {
5066         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5067         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5068                 return;
5069
5070         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5071         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5072 }
5073
5074 /*
5075  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5076  *
5077  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5078  * bits doesn't do much.
5079  */
5080
5081 /* cpu online calback */
5082 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5083 {
5084         struct task_group *tg;
5085
5086         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5087
5088         rcu_read_lock();
5089         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5090                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5091                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5092
5093                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5094                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5095                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5096         }
5097         rcu_read_unlock();
5098 }
5099
5100 /* cpu offline callback */
5101 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5102 {
5103         struct task_group *tg;
5104
5105         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5106
5107         rcu_read_lock();
5108         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5109                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5110
5111                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5112                         continue;
5113
5114                 /*
5115                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5116                  * there's some valid quota amount
5117                  */
5118                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5119                 /*
5120                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5121                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5122                  */
5123                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5124
5125                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5126                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5127         }
5128         rcu_read_unlock();
5129 }
5130
5131 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5132
5133 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5134 {
5135         return false;
5136 }
5137
5138 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
5139 {
5140         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
5141 }
5142
5143 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5144 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5145 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5146 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5147 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5148
5149 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5150 {
5151         return 0;
5152 }
5153
5154 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5155 {
5156         return 0;
5157 }
5158
5159 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5160                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5161 {
5162         return 0;
5163 }
5164
5165 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5166
5167 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5168 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5169 #endif
5170
5171 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5172 {
5173         return NULL;
5174 }
5175 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5176 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5177 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5178
5179 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5180
5181 /**************************************************
5182  * CFS operations on tasks:
5183  */
5184
5185 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5186 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5187 {
5188         struct sched_entity *se = &p->se;
5189         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5190
5191         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5192
5193         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5194                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5195                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5196                 s64 delta = slice - ran;
5197
5198                 if (delta < 0) {
5199                         if (rq->curr == p)
5200                                 resched_curr(rq);
5201                         return;
5202                 }
5203                 hrtick_start(rq, delta);
5204         }
5205 }
5206
5207 /*
5208  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5209  * current task is from our class and nr_running is low enough
5210  * to matter.
5211  */
5212 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5213 {
5214         struct task_struct *curr = rq->curr;
5215
5216         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5217                 return;
5218
5219         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5220                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5221 }
5222 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5223 static inline void
5224 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5225 {
5226 }
5227
5228 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5229 {
5230 }
5231 #endif
5232
5233 #ifdef CONFIG_SMP
5234 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5235
5236 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5237 {
5238         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5239 }
5240
5241 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5242 {
5243         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5244                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5245                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5246         }
5247 }
5248 #else
5249 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5250 #endif
5251
5252 /*
5253  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5254  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5255  * then put the task into the rbtree:
5256  */
5257 static void
5258 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5259 {
5260         struct cfs_rq *cfs_rq;
5261         struct sched_entity *se = &p->se;
5262
5263         /*
5264          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5265          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5266          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5267          * estimated utilization, before we update schedutil.
5268          */
5269         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5270
5271         /*
5272          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5273          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5274          * passed.
5275          */
5276         if (p->in_iowait)
5277                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5278
5279         for_each_sched_entity(se) {
5280                 if (se->on_rq)
5281                         break;
5282                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5283                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5284
5285                 /*
5286                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5287                  *
5288                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5289                  * post the final h_nr_running increment below.
5290                  */
5291                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5292                         break;
5293                 cfs_rq->h_nr_running++;
5294
5295                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5296         }
5297
5298         for_each_sched_entity(se) {
5299                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5300                 cfs_rq->h_nr_running++;
5301
5302                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5303                         break;
5304
5305                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5306                 update_cfs_group(se);
5307         }
5308
5309         if (!se) {
5310                 add_nr_running(rq, 1);
5311                 /*
5312                  * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5313                  * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5314                  * ability to cross the overutilized threshold, which will
5315                  * result in the load balancer ruining all the task placement
5316                  * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5317                  * for the first enqueue operation of new tasks during the
5318                  * overutilized flag detection.
5319                  *
5320                  * A better way of solving this problem would be to wait for
5321                  * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5322                  * into account, but that is not straightforward to implement,
5323                  * and the following generally works well enough in practice.
5324                  */
5325                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
5326                         update_overutilized_status(rq);
5327
5328         }
5329
5330         if (cfs_bandwidth_used()) {
5331                 /*
5332                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5333                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5334                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5335                  * below.
5336                  */
5337                 for_each_sched_entity(se) {
5338                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5339
5340                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5341                                 break;
5342                 }
5343         }
5344
5345         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5346
5347         hrtick_update(rq);
5348 }
5349
5350 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5351
5352 /*
5353  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5354  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5355  * update the fair scheduling stats:
5356  */
5357 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5358 {
5359         struct cfs_rq *cfs_rq;
5360         struct sched_entity *se = &p->se;
5361         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5362
5363         for_each_sched_entity(se) {
5364                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5365                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5366
5367                 /*
5368                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5369                  *
5370                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5371                  * post the final h_nr_running decrement below.
5372                 */
5373                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5374                         break;
5375                 cfs_rq->h_nr_running--;
5376
5377                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5378                 if (cfs_rq->load.weight) {
5379                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5380                         se = parent_entity(se);
5381                         /*
5382                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5383                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5384                          */
5385                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5386                                 set_next_buddy(se);
5387                         break;
5388                 }
5389                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5390         }
5391
5392         for_each_sched_entity(se) {
5393                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5394                 cfs_rq->h_nr_running--;
5395
5396                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5397                         break;
5398
5399                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5400                 update_cfs_group(se);
5401         }
5402
5403         if (!se)
5404                 sub_nr_running(rq, 1);
5405
5406         util_est_dequeue(&rq->cfs, p, task_sleep);
5407         hrtick_update(rq);
5408 }
5409
5410 #ifdef CONFIG_SMP
5411
5412 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5413 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5414 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5415
5416 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5417
5418 static struct {
5419         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5420         atomic_t nr_cpus;
5421         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5422         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5423         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5424 } nohz ____cacheline_aligned;
5425
5426 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5427
5428 static unsigned long cpu_runnable_load(struct rq *rq)
5429 {
5430         return cfs_rq_runnable_load_avg(&rq->cfs);
5431 }
5432
5433 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5434 {
5435         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5436 }
5437
5438 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
5439 {
5440         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5441         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
5442         unsigned long load_avg = cpu_runnable_load(rq);
5443
5444         if (nr_running)
5445                 return load_avg / nr_running;
5446
5447         return 0;
5448 }
5449
5450 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5451 {
5452         /*
5453          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5454          * jiffy will not have built up many flips.
5455          */
5456         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5457                 current->wakee_flips >>= 1;
5458                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5459         }
5460
5461         if (current->last_wakee != p) {
5462                 current->last_wakee = p;
5463                 current->wakee_flips++;
5464         }
5465 }
5466
5467 /*
5468  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5469  *
5470  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5471  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5472  *
5473  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5474  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5475  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5476  *
5477  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5478  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5479  *
5480  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5481  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5482  * socket size.
5483  */
5484 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5485 {
5486         unsigned int master = current->wakee_flips;
5487         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5488         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5489
5490         if (master < slave)
5491                 swap(master, slave);
5492         if (slave < factor || master < slave * factor)
5493                 return 0;
5494         return 1;
5495 }
5496
5497 /*
5498  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5499  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5500  * CPU.
5501  *
5502  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5503  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5504  *
5505  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5506  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5507  *                        for the overloaded case.
5508  */
5509 static int
5510 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5511 {
5512         /*
5513          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5514          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5515          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5516          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5517          *
5518          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5519          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5520          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5521          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5522          * on one CPU.
5523          */
5524         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5525                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5526
5527         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5528                 return this_cpu;
5529
5530         return nr_cpumask_bits;
5531 }
5532
5533 static int
5534 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5535                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5536 {
5537         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5538         unsigned long task_load;
5539
5540         this_eff_load = cpu_runnable_load(cpu_rq(this_cpu));
5541
5542         if (sync) {
5543                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5544
5545                 if (current_load > this_eff_load)
5546                         return this_cpu;
5547
5548                 this_eff_load -= current_load;
5549         }
5550
5551         task_load = task_h_load(p);
5552
5553         this_eff_load += task_load;
5554         if (sched_feat(WA_BIAS))
5555                 this_eff_load *= 100;
5556         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5557
5558         prev_eff_load = cpu_runnable_load(cpu_rq(prev_cpu));
5559         prev_eff_load -= task_load;
5560         if (sched_feat(WA_BIAS))
5561                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5562         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5563
5564         /*
5565          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5566          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5567          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5568          * idle.
5569          */
5570         if (sync)
5571                 prev_eff_load += 1;
5572
5573         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5574 }
5575
5576 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5577                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5578 {
5579         int target = nr_cpumask_bits;
5580
5581         if (sched_feat(WA_IDLE))
5582                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5583
5584         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5585                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5586
5587         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5588         if (target == nr_cpumask_bits)
5589                 return prev_cpu;
5590
5591         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5592         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5593         return target;
5594 }
5595
5596 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p);
5597
5598 static unsigned long capacity_spare_without(int cpu, struct task_struct *p)
5599 {
5600         return max_t(long, capacity_of(cpu) - cpu_util_without(cpu, p), 0);
5601 }
5602
5603 /*
5604  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5605  * domain.
5606  *
5607  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
5608  */
5609 static struct sched_group *
5610 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5611                   int this_cpu, int sd_flag)
5612 {
5613         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5614         struct sched_group *most_spare_sg = NULL;
5615         unsigned long min_runnable_load = ULONG_MAX;
5616         unsigned long this_runnable_load = ULONG_MAX;
5617         unsigned long min_avg_load = ULONG_MAX, this_avg_load = ULONG_MAX;
5618         unsigned long most_spare = 0, this_spare = 0;
5619         int imbalance_scale = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5620         unsigned long imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
5621                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
5622
5623         do {
5624                 unsigned long load, avg_load, runnable_load;
5625                 unsigned long spare_cap, max_spare_cap;
5626                 int local_group;
5627                 int i;
5628
5629                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5630                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
5631                                         p->cpus_ptr))
5632                         continue;
5633
5634                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5635                                                sched_group_span(group));
5636
5637                 /*
5638                  * Tally up the load of all CPUs in the group and find
5639                  * the group containing the CPU with most spare capacity.
5640                  */
5641                 avg_load = 0;
5642                 runnable_load = 0;
5643                 max_spare_cap = 0;
5644
5645                 for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
5646                         load = cpu_runnable_load(cpu_rq(i));
5647                         runnable_load += load;
5648
5649                         avg_load += cfs_rq_load_avg(&cpu_rq(i)->cfs);
5650
5651                         spare_cap = capacity_spare_without(i, p);
5652
5653                         if (spare_cap > max_spare_cap)
5654                                 max_spare_cap = spare_cap;
5655                 }
5656
5657                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5658                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5659                                         group->sgc->capacity;
5660                 runnable_load = (runnable_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5661                                         group->sgc->capacity;
5662
5663                 if (local_group) {
5664                         this_runnable_load = runnable_load;
5665                         this_avg_load = avg_load;
5666                         this_spare = max_spare_cap;
5667                 } else {
5668                         if (min_runnable_load > (runnable_load + imbalance)) {
5669                                 /*
5670                                  * The runnable load is significantly smaller
5671                                  * so we can pick this new CPU:
5672                                  */
5673                                 min_runnable_load = runnable_load;
5674                                 min_avg_load = avg_load;
5675                                 idlest = group;
5676                         } else if ((runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5677                                    (100*min_avg_load > imbalance_scale*avg_load)) {
5678                                 /*
5679                                  * The runnable loads are close so take the
5680                                  * blocked load into account through avg_load:
5681                                  */
5682                                 min_avg_load = avg_load;
5683                                 idlest = group;
5684                         }
5685
5686                         if (most_spare < max_spare_cap) {
5687                                 most_spare = max_spare_cap;
5688                                 most_spare_sg = group;
5689                         }
5690                 }
5691         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5692
5693         /*
5694          * The cross-over point between using spare capacity or least load
5695          * is too conservative for high utilization tasks on partially
5696          * utilized systems if we require spare_capacity > task_util(p),
5697          * so we allow for some task stuffing by using
5698          * spare_capacity > task_util(p)/2.
5699          *
5700          * Spare capacity can't be used for fork because the utilization has
5701          * not been set yet, we must first select a rq to compute the initial
5702          * utilization.
5703          */
5704         if (sd_flag & SD_BALANCE_FORK)
5705                 goto skip_spare;
5706
5707         if (this_spare > task_util(p) / 2 &&
5708             imbalance_scale*this_spare > 100*most_spare)
5709                 return NULL;
5710
5711         if (most_spare > task_util(p) / 2)
5712                 return most_spare_sg;
5713
5714 skip_spare:
5715         if (!idlest)
5716                 return NULL;
5717
5718         /*
5719          * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for the
5720          * local domain to be very lightly loaded relative to the remote
5721          * domains but "imbalance" skews the comparison making remote CPUs
5722          * look much more favourable. When considering cross-domain, add
5723          * imbalance to the runnable load on the remote node and consider
5724          * staying local.
5725          */
5726         if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
5727             min_runnable_load + imbalance >= this_runnable_load)
5728                 return NULL;
5729
5730         if (min_runnable_load > (this_runnable_load + imbalance))
5731                 return NULL;
5732
5733         if ((this_runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5734              (100*this_avg_load < imbalance_scale*min_avg_load))
5735                 return NULL;
5736
5737         return idlest;
5738 }
5739
5740 /*
5741  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5742  */
5743 static int
5744 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5745 {
5746         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5747         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5748         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5749         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5750         int shallowest_idle_cpu = -1;
5751         int i;
5752
5753         /* Check if we have any choice: */
5754         if (group->group_weight == 1)
5755                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5756
5757         /* Traverse only the allowed CPUs */
5758         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
5759                 if (available_idle_cpu(i)) {
5760                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5761                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5762                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5763                                 /*
5764                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5765                                  * has the smallest exit latency irrespective
5766                                  * of any idle timestamp.
5767                                  */
5768                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5769                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5770                                 shallowest_idle_cpu = i;
5771                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5772                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5773                                 /*
5774                                  * If equal or no active idle state, then
5775                                  * the most recently idled CPU might have
5776                                  * a warmer cache.
5777                                  */
5778                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5779                                 shallowest_idle_cpu = i;
5780                         }
5781                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5782                         load = cpu_runnable_load(cpu_rq(i));
5783                         if (load < min_load) {
5784                                 min_load = load;
5785                                 least_loaded_cpu = i;
5786                         }
5787                 }
5788         }
5789
5790         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5791 }
5792
5793 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5794                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5795 {
5796         int new_cpu = cpu;
5797
5798         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
5799                 return prev_cpu;
5800
5801         /*
5802          * We need task's util for capacity_spare_without, sync it up to
5803          * prev_cpu's last_update_time.
5804          */
5805         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5806                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5807
5808         while (sd) {
5809                 struct sched_group *group;
5810                 struct sched_domain *tmp;
5811                 int weight;
5812
5813                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5814                         sd = sd->child;
5815                         continue;
5816                 }
5817
5818                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5819                 if (!group) {
5820                         sd = sd->child;
5821                         continue;
5822                 }
5823
5824                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
5825                 if (new_cpu == cpu) {
5826                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
5827                         sd = sd->child;
5828                         continue;
5829                 }
5830
5831                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
5832                 cpu = new_cpu;
5833                 weight = sd->span_weight;
5834                 sd = NULL;
5835                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5836                         if (weight <= tmp->span_weight)
5837                                 break;
5838                         if (tmp->flags & sd_flag)
5839                                 sd = tmp;
5840                 }
5841         }
5842
5843         return new_cpu;
5844 }
5845
5846 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5847 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5848 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
5849
5850 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
5851 {
5852         struct sched_domain_shared *sds;
5853
5854         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5855         if (sds)
5856                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
5857 }
5858
5859 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
5860 {
5861         struct sched_domain_shared *sds;
5862
5863         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5864         if (sds)
5865                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
5866
5867         return def;
5868 }
5869
5870 /*
5871  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
5872  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
5873  *
5874  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
5875  * state should be fairly cheap.
5876  */
5877 void __update_idle_core(struct rq *rq)
5878 {
5879         int core = cpu_of(rq);
5880         int cpu;
5881
5882         rcu_read_lock();
5883         if (test_idle_cores(core, true))
5884                 goto unlock;
5885
5886         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5887                 if (cpu == core)
5888                         continue;
5889
5890                 if (!available_idle_cpu(cpu))
5891                         goto unlock;
5892         }
5893
5894         set_idle_cores(core, 1);
5895 unlock:
5896         rcu_read_unlock();
5897 }
5898
5899 /*
5900  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
5901  * there are no idle cores left in the system; tracked through
5902  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
5903  */
5904 static int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5905 {
5906         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
5907         int core, cpu;
5908
5909         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5910                 return -1;
5911
5912         if (!test_idle_cores(target, false))
5913                 return -1;
5914
5915         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
5916
5917         for_each_cpu_wrap(core, cpus, target) {
5918                 bool idle = true;
5919
5920                 for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5921                         __cpumask_clear_cpu(cpu, cpus);
5922                         if (!available_idle_cpu(cpu))
5923                                 idle = false;
5924                 }
5925
5926                 if (idle)
5927                         return core;
5928         }
5929
5930         /*
5931          * Failed to find an idle core; stop looking for one.
5932          */
5933         set_idle_cores(target, 0);
5934
5935         return -1;
5936 }
5937
5938 /*
5939  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
5940  */
5941 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
5942 {
5943         int cpu;
5944
5945         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5946                 return -1;
5947
5948         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
5949                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
5950                         continue;
5951                 if (available_idle_cpu(cpu))
5952                         return cpu;
5953         }
5954
5955         return -1;
5956 }
5957
5958 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
5959
5960 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5961 {
5962         return -1;
5963 }
5964
5965 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
5966 {
5967         return -1;
5968 }
5969
5970 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
5971
5972 /*
5973  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
5974  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
5975  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
5976  */
5977 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5978 {
5979         struct sched_domain *this_sd;
5980         u64 avg_cost, avg_idle;
5981         u64 time, cost;
5982         s64 delta;
5983         int cpu, nr = INT_MAX;
5984         int this = smp_processor_id();
5985
5986         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
5987         if (!this_sd)
5988                 return -1;
5989
5990         /*
5991          * Due to large variance we need a large fuzz factor; hackbench in
5992          * particularly is sensitive here.
5993          */
5994         avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
5995         avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
5996
5997         if (sched_feat(SIS_AVG_CPU) && avg_idle < avg_cost)
5998                 return -1;
5999
6000         if (sched_feat(SIS_PROP)) {
6001                 u64 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6002                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6003                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6004                 else
6005                         nr = 4;
6006         }
6007
6008         time = cpu_clock(this);
6009
6010         for_each_cpu_wrap(cpu, sched_domain_span(sd), target) {
6011                 if (!--nr)
6012                         return -1;
6013                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6014                         continue;
6015                 if (available_idle_cpu(cpu))
6016                         break;
6017         }
6018
6019         time = cpu_clock(this) - time;
6020         cost = this_sd->avg_scan_cost;
6021         delta = (s64)(time - cost) / 8;
6022         this_sd->avg_scan_cost += delta;
6023
6024         return cpu;
6025 }
6026
6027 /*
6028  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6029  */
6030 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6031 {
6032         struct sched_domain *sd;
6033         int i, recent_used_cpu;
6034
6035         if (available_idle_cpu(target))
6036                 return target;
6037
6038         /*
6039          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6040          */
6041         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) && available_idle_cpu(prev))
6042                 return prev;
6043
6044         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6045         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6046         if (recent_used_cpu != prev &&
6047             recent_used_cpu != target &&
6048             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6049             available_idle_cpu(recent_used_cpu) &&
6050             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr)) {
6051                 /*
6052                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6053                  * candidate for the next wake:
6054                  */
6055                 p->recent_used_cpu = prev;
6056                 return recent_used_cpu;
6057         }
6058
6059         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6060         if (!sd)
6061                 return target;
6062
6063         i = select_idle_core(p, sd, target);
6064         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6065                 return i;
6066
6067         i = select_idle_cpu(p, sd, target);
6068         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6069                 return i;
6070
6071         i = select_idle_smt(p, target);
6072         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6073                 return i;
6074
6075         return target;
6076 }
6077
6078 /**
6079  * Amount of capacity of a CPU that is (estimated to be) used by CFS tasks
6080  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6081  *
6082  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6083  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6084  * (ie cpu_capacity).
6085  *
6086  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6087  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6088  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6089  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6090  * (arch_scale_freq_capacity()).
6091  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6092  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6093  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6094  *
6095  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6096  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6097  * currently RUNNABLE on that CPU.
6098  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6099  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6100  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6101  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6102  *
6103  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6104  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6105  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6106  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6107  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6108  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6109  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6110  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6111  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6112  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6113  *
6114  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6115  */
6116 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6117 {
6118         struct cfs_rq *cfs_rq;
6119         unsigned int util;
6120
6121         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6122         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6123
6124         if (sched_feat(UTIL_EST))
6125                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6126
6127         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6128 }
6129
6130 /*
6131  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6132  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6133  * @p: the task which utilization should be discounted
6134  *
6135  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6136  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6137  * execution on that CPU.
6138  *
6139  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6140  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6141  * contributing to the CPU utilization.
6142  */
6143 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6144 {
6145         struct cfs_rq *cfs_rq;
6146         unsigned int util;
6147
6148         /* Task has no contribution or is new */
6149         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6150                 return cpu_util(cpu);
6151
6152         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6153         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6154
6155         /* Discount task's util from CPU's util */
6156         lsub_positive(&util, task_util(p));
6157
6158         /*
6159          * Covered cases:
6160          *
6161          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6162          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6163          *    and thus we return:
6164          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6165          *
6166          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6167          *    IDLE, then:
6168          *      cpu_util >= task_util
6169          *      cpu_util > util_est (== 0)
6170          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6171          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6172          *
6173          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6174          *      util_est > cpu_util
6175          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6176          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6177          *    considering the expected utilization of tasks already
6178          *    runnable on that CPU.
6179          *
6180          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6181          * covered by the following code when estimated utilization is
6182          * enabled.
6183          */
6184         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6185                 unsigned int estimated =
6186                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6187
6188                 /*
6189                  * Despite the following checks we still have a small window
6190                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6191                  * races with LB's detach_task():
6192                  *
6193                  *   detach_task()
6194                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6195                  *     ---------------------------------- A
6196                  *     deactivate_task()                   \
6197                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6198                  *         util_est_dequeue()              /
6199                  *     ---------------------------------- B
6200                  *
6201                  * The additional check on "current == p" it's required to
6202                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6203                  * reducing the chances for the above race.
6204                  */
6205                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6206                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6207
6208                 util = max(util, estimated);
6209         }
6210
6211         /*
6212          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6213          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6214          * the cpu_util call.
6215          */
6216         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6217 }
6218
6219 /*
6220  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
6221  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
6222  *
6223  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
6224  * BALANCE_WAKE sort things out.
6225  */
6226 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
6227 {
6228         long min_cap, max_cap;
6229
6230         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6231                 return 0;
6232
6233         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
6234         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
6235
6236         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
6237         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
6238                 return 0;
6239
6240         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
6241         sync_entity_load_avg(&p->se);
6242
6243         return !task_fits_capacity(p, min_cap);
6244 }
6245
6246 /*
6247  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6248  * to @dst_cpu.
6249  */
6250 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6251 {
6252         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6253         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6254
6255         /*
6256          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6257          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6258          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6259          * util_avg should already be correct.
6260          */
6261         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6262                 sub_positive(&util, task_util(p));
6263         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6264                 util += task_util(p);
6265
6266         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6267                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6268
6269                 /*
6270                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6271                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6272                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6273                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6274                  */
6275                 if (dst_cpu == cpu)
6276                         util_est += _task_util_est(p);
6277
6278                 util = max(util, util_est);
6279         }
6280
6281         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6282 }
6283
6284 /*
6285  * compute_energy(): Estimates the energy that would be consumed if @p was
6286  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6287  * landscape of the * CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6288  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6289  * task.
6290  */
6291 static long
6292 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6293 {
6294         unsigned int max_util, util_cfs, cpu_util, cpu_cap;
6295         unsigned long sum_util, energy = 0;
6296         struct task_struct *tsk;
6297         int cpu;
6298
6299         for (; pd; pd = pd->next) {
6300                 struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6301
6302                 /*
6303                  * The energy model mandates all the CPUs of a performance
6304                  * domain have the same capacity.
6305                  */
6306                 cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6307                 max_util = sum_util = 0;
6308
6309                 /*
6310                  * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by
6311                  * CPUs of another rd if they belong to the same performance
6312                  * domain. So, account for the utilization of these CPUs too
6313                  * by masking pd with cpu_online_mask instead of the rd span.
6314                  *
6315                  * If an entire performance domain is outside of the current rd,
6316                  * it will not appear in its pd list and will not be accounted
6317                  * by compute_energy().
6318                  */
6319                 for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6320                         util_cfs = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6321
6322                         /*
6323                          * Busy time computation: utilization clamping is not
6324                          * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6325                          * is already enough to scale the EM reported power
6326                          * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6327                          */
6328                         sum_util += schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6329                                                        ENERGY_UTIL, NULL);
6330
6331                         /*
6332                          * Performance domain frequency: utilization clamping
6333                          * must be considered since it affects the selection
6334                          * of the performance domain frequency.
6335                          * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6336                          * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6337                          */
6338                         tsk = cpu == dst_cpu ? p : NULL;
6339                         cpu_util = schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6340                                                       FREQUENCY_UTIL, tsk);
6341                         max_util = max(max_util, cpu_util);
6342                 }
6343
6344                 energy += em_pd_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util);
6345         }
6346
6347         return energy;
6348 }
6349
6350 /*
6351  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6352  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6353  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6354  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6355  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6356  *
6357  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6358  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6359  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6360  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6361  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6362  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6363  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6364  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6365  * the best candidates of the performance domain.
6366  *
6367  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6368  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6369  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6370  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6371  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6372  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6373  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6374  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6375  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6376  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6377  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6378  *
6379  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6380  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6381  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6382  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6383  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6384  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6385  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6386  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6387  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6388  */
6389
6390 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6391 {
6392         unsigned long prev_energy = ULONG_MAX, best_energy = ULONG_MAX;
6393         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6394         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu;
6395         struct perf_domain *head, *pd;
6396         unsigned long cpu_cap, util;
6397         struct sched_domain *sd;
6398
6399         rcu_read_lock();
6400         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6401         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6402                 goto fail;
6403         head = pd;
6404
6405         /*
6406          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6407          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6408          */
6409         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6410         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6411                 sd = sd->parent;
6412         if (!sd)
6413                 goto fail;
6414
6415         sync_entity_load_avg(&p->se);
6416         if (!task_util_est(p))
6417                 goto unlock;
6418
6419         for (; pd; pd = pd->next) {
6420                 unsigned long cur_energy, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6421                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6422
6423                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6424                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6425                                 continue;
6426
6427                         /* Skip CPUs that will be overutilized. */
6428                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6429                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6430                         if (cpu_cap * 1024 < util * capacity_margin)
6431                                 continue;
6432
6433                         /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6434                         if (cpu == prev_cpu) {
6435                                 prev_energy = compute_energy(p, prev_cpu, head);
6436                                 best_energy = min(best_energy, prev_energy);
6437                                 continue;
6438                         }
6439
6440                         /*
6441                          * Find the CPU with the maximum spare capacity in
6442                          * the performance domain
6443                          */
6444                         spare_cap = cpu_cap - util;
6445                         if (spare_cap > max_spare_cap) {
6446                                 max_spare_cap = spare_cap;
6447                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6448                         }
6449                 }
6450
6451                 /* Evaluate the energy impact of using this CPU. */
6452                 if (max_spare_cap_cpu >= 0) {
6453                         cur_energy = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, head);
6454                         if (cur_energy < best_energy) {
6455                                 best_energy = cur_energy;
6456                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6457                         }
6458                 }
6459         }
6460 unlock:
6461         rcu_read_unlock();
6462
6463         /*
6464          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6465          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6466          */
6467         if (prev_energy == ULONG_MAX)
6468                 return best_energy_cpu;
6469
6470         if ((prev_energy - best_energy) > (prev_energy >> 4))
6471                 return best_energy_cpu;
6472
6473         return prev_cpu;
6474
6475 fail:
6476         rcu_read_unlock();
6477
6478         return -1;
6479 }
6480
6481 /*
6482  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6483  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6484  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6485  *
6486  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6487  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6488  *
6489  * Returns the target CPU number.
6490  *
6491  * preempt must be disabled.
6492  */
6493 static int
6494 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6495 {
6496         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6497         int cpu = smp_processor_id();
6498         int new_cpu = prev_cpu;
6499         int want_affine = 0;
6500         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6501
6502         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
6503                 record_wakee(p);
6504
6505                 if (sched_energy_enabled()) {
6506                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6507                         if (new_cpu >= 0)
6508                                 return new_cpu;
6509                         new_cpu = prev_cpu;
6510                 }
6511
6512                 want_affine = !wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu) &&
6513                               cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
6514         }
6515
6516         rcu_read_lock();
6517         for_each_domain(cpu, tmp) {
6518                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6519                         break;
6520
6521                 /*
6522                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6523                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6524                  */
6525                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6526                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6527                         if (cpu != prev_cpu)
6528                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6529
6530                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6531                         break;
6532                 }
6533
6534                 if (tmp->flags & sd_flag)
6535                         sd = tmp;
6536                 else if (!want_affine)
6537                         break;
6538         }
6539
6540         if (unlikely(sd)) {
6541                 /* Slow path */
6542                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6543         } else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) { /* XXX always ? */
6544                 /* Fast path */
6545
6546                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6547
6548                 if (want_affine)
6549                         current->recent_used_cpu = cpu;
6550         }
6551         rcu_read_unlock();
6552
6553         return new_cpu;
6554 }
6555
6556 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6557
6558 /*
6559  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6560  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6561  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6562  */
6563 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6564 {
6565         /*
6566          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6567          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6568          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6569          * the task on the new runqueue.
6570          */
6571         if (p->state == TASK_WAKING) {
6572                 struct sched_entity *se = &p->se;
6573                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6574                 u64 min_vruntime;
6575
6576 #ifndef CONFIG_64BIT
6577                 u64 min_vruntime_copy;
6578
6579                 do {
6580                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6581                         smp_rmb();
6582                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6583                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6584 #else
6585                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6586 #endif
6587
6588                 se->vruntime -= min_vruntime;
6589         }
6590
6591         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6592                 /*
6593                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6594                  * rq->lock and can modify state directly.
6595                  */
6596                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6597                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6598
6599         } else {
6600                 /*
6601                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6602                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6603                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6604                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6605                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6606                  * sounds not bad.
6607                  */
6608                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6609         }
6610
6611         /* Tell new CPU we are migrated */
6612         p->se.avg.last_update_time = 0;
6613
6614         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6615         p->se.exec_start = 0;
6616
6617         update_scan_period(p, new_cpu);
6618 }
6619
6620 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6621 {
6622         remove_entity_load_avg(&p->se);
6623 }
6624 #endif /* CONFIG_SMP */
6625
6626 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6627 {
6628         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6629
6630         /*
6631          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6632          * to virtual-time in his units.
6633          *
6634          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6635          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6636          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6637          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6638          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6639          *
6640          * This is especially important for buddies when the leftmost
6641          * task is higher priority than the buddy.
6642          */
6643         return calc_delta_fair(gran, se);
6644 }
6645
6646 /*
6647  * Should 'se' preempt 'curr'.
6648  *
6649  *             |s1
6650  *        |s2
6651  *   |s3
6652  *         g
6653  *      |<--->|c
6654  *
6655  *  w(c, s1) = -1
6656  *  w(c, s2) =  0
6657  *  w(c, s3) =  1
6658  *
6659  */
6660 static int
6661 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6662 {
6663         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6664
6665         if (vdiff <= 0)
6666                 return -1;
6667
6668         gran = wakeup_gran(se);
6669         if (vdiff > gran)
6670                 return 1;
6671
6672         return 0;
6673 }
6674
6675 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6676 {
6677         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6678                 return;
6679
6680         for_each_sched_entity(se) {
6681                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6682                         return;
6683                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6684         }
6685 }
6686
6687 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6688 {
6689         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6690                 return;
6691
6692         for_each_sched_entity(se) {
6693                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6694                         return;
6695                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6696         }
6697 }
6698
6699 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6700 {
6701         for_each_sched_entity(se)
6702                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6703 }
6704
6705 /*
6706  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6707  */
6708 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6709 {
6710         struct task_struct *curr = rq->curr;
6711         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6712         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6713         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6714         int next_buddy_marked = 0;
6715
6716         if (unlikely(se == pse))
6717                 return;
6718
6719         /*
6720          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6721          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6722          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6723          * next-buddy nomination below.
6724          */
6725         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6726                 return;
6727
6728         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6729                 set_next_buddy(pse);
6730                 next_buddy_marked = 1;
6731         }
6732
6733         /*
6734          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6735          * wake up path.
6736          *
6737          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6738          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6739          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6740          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6741          * below.
6742          */
6743         if (test_tsk_need_resched(curr))
6744                 return;
6745
6746         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6747         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
6748             likely(!task_has_idle_policy(p)))
6749                 goto preempt;
6750
6751         /*
6752          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6753          * is driven by the tick):
6754          */
6755         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6756                 return;
6757
6758         find_matching_se(&se, &pse);
6759         update_curr(cfs_rq_of(se));
6760         BUG_ON(!pse);
6761         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6762                 /*
6763                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6764                  * triggering this preemption.
6765                  */
6766                 if (!next_buddy_marked)
6767                         set_next_buddy(pse);
6768                 goto preempt;
6769         }
6770
6771         return;
6772
6773 preempt:
6774         resched_curr(rq);
6775         /*
6776          * Only set the backward buddy when the current task is still
6777          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6778          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6779          * point, either of which can * drop the rq lock.
6780          *
6781          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6782          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6783          */
6784         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6785                 return;
6786
6787         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6788                 set_last_buddy(se);
6789 }
6790
6791 static struct task_struct *
6792 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6793 {
6794         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6795         struct sched_entity *se;
6796         struct task_struct *p;
6797         int new_tasks;
6798
6799 again:
6800         if (!cfs_rq->nr_running)
6801                 goto idle;
6802
6803 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6804         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6805                 goto simple;
6806
6807         /*
6808          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6809          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6810          *
6811          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6812          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6813          */
6814
6815         do {
6816                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6817
6818                 /*
6819                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6820                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6821                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6822                  * forget we've ever seen it.
6823                  */
6824                 if (curr) {
6825                         if (curr->on_rq)
6826                                 update_curr(cfs_rq);
6827                         else
6828                                 curr = NULL;
6829
6830                         /*
6831                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6832                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6833                          * Therefore the nr_running test will indeed
6834                          * be correct.
6835                          */
6836                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
6837                                 cfs_rq = &rq->cfs;
6838
6839                                 if (!cfs_rq->nr_running)
6840                                         goto idle;
6841
6842                                 goto simple;
6843                         }
6844                 }
6845
6846                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6847                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6848         } while (cfs_rq);
6849
6850         p = task_of(se);
6851
6852         /*
6853          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6854          * is a different task than we started out with, try and touch the
6855          * least amount of cfs_rqs.
6856          */
6857         if (prev != p) {
6858                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6859
6860                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6861                         int se_depth = se->depth;
6862                         int pse_depth = pse->depth;
6863
6864                         if (se_depth <= pse_depth) {
6865                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6866                                 pse = parent_entity(pse);
6867                         }
6868                         if (se_depth >= pse_depth) {
6869                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6870                                 se = parent_entity(se);
6871                         }
6872                 }
6873
6874                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6875                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6876         }
6877
6878         goto done;
6879 simple:
6880 #endif
6881
6882         put_prev_task(rq, prev);
6883
6884         do {
6885                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6886                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6887                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6888         } while (cfs_rq);
6889
6890         p = task_of(se);
6891
6892 done: __maybe_unused;
6893 #ifdef CONFIG_SMP
6894         /*
6895          * Move the next running task to the front of
6896          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
6897          * one.
6898          */
6899         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
6900 #endif
6901
6902         if (hrtick_enabled(rq))
6903                 hrtick_start_fair(rq, p);
6904
6905         update_misfit_status(p, rq);
6906
6907         return p;
6908
6909 idle:
6910         update_misfit_status(NULL, rq);
6911         new_tasks = idle_balance(rq, rf);
6912
6913         /*
6914          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6915          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6916          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6917          */
6918         if (new_tasks < 0)
6919                 return RETRY_TASK;
6920
6921         if (new_tasks > 0)
6922                 goto again;
6923
6924         /*
6925          * rq is about to be idle, check if we need to update the
6926          * lost_idle_time of clock_pelt
6927          */
6928         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
6929
6930         return NULL;
6931 }
6932
6933 /*
6934  * Account for a descheduled task:
6935  */
6936 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6937 {
6938         struct sched_entity *se = &prev->se;
6939         struct cfs_rq *cfs_rq;
6940
6941         for_each_sched_entity(se) {
6942                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6943                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6944         }
6945 }
6946
6947 /*
6948  * sched_yield() is very simple
6949  *
6950  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6951  */
6952 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6953 {
6954         struct task_struct *curr = rq->curr;
6955         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6956         struct sched_entity *se = &curr->se;
6957
6958         /*
6959          * Are we the only task in the tree?
6960          */
6961         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6962                 return;
6963
6964         clear_buddies(cfs_rq, se);
6965
6966         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6967                 update_rq_clock(rq);
6968                 /*
6969                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6970                  */
6971                 update_curr(cfs_rq);
6972                 /*
6973                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6974                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6975                  * and double the fastpath cost.
6976                  */
6977                 rq_clock_skip_update(rq);
6978         }
6979
6980         set_skip_buddy(se);
6981 }
6982
6983 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6984 {
6985         struct sched_entity *se = &p->se;
6986
6987         /* throttled hierarchies are not runnable */
6988         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6989                 return false;
6990
6991         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6992         set_next_buddy(se);
6993
6994         yield_task_fair(rq);
6995
6996         return true;
6997 }
6998
6999 #ifdef CONFIG_SMP
7000 /**************************************************
7001  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7002  *
7003  * BASICS
7004  *
7005  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7006  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7007  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7008  *
7009  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7010  *
7011  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7012  * W_i,0 is defined as:
7013  *
7014  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7015  *
7016  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7017  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7018  *
7019  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7020  * weight:
7021  *
7022  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7023  *
7024  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7025  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7026  * can also include other factors [XXX].
7027  *
7028  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7029  * directly from (1):
7030  *
7031  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7032  *
7033  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7034  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7035  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7036  *
7037  * [XXX expand on:
7038  *     - infeasible weights;
7039  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7040  *
7041  *
7042  * SCHED DOMAINS
7043  *
7044  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7045  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7046  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7047  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7048  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7049  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7050  * the groups.
7051  *
7052  * This yields:
7053  *
7054  *     log_2 n     1     n
7055  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7056  *     i = 0      2^i   2^i
7057  *                               `- size of each group
7058  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7059  *         |         `- freq
7060  *         `- sum over all levels
7061  *
7062  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7063  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7064  *
7065  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7066  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7067  *
7068  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7069  *
7070  *             log_2 n
7071  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7072  *             k = 0
7073  *
7074  * And you'll find that:
7075  *
7076  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7077  *
7078  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7079  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7080  * of:
7081  *
7082  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7083  *
7084  *
7085  * WORK CONSERVING
7086  *
7087  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7088  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7089  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7090  *
7091  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7092  * time.
7093  *
7094  * [XXX more?]
7095  *
7096  *
7097  * CGROUPS
7098  *
7099  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7100  *
7101  *                                s_k,i
7102  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7103  *                                 S_k
7104  *
7105  * Where
7106  *
7107  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7108  *
7109  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7110  *
7111  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7112  * property.
7113  *
7114  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7115  *      rewrite all of this once again.]
7116  */
7117
7118 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7119
7120 enum fbq_type { regular, remote, all };
7121
7122 enum group_type {
7123         group_other = 0,
7124         group_misfit_task,
7125         group_imbalanced,
7126         group_overloaded,
7127 };
7128
7129 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7130 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7131 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7132 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7133 #define LBF_NOHZ_STATS  0x10
7134 #define LBF_NOHZ_AGAIN  0x20
7135
7136 struct lb_env {
7137         struct sched_domain     *sd;
7138
7139         struct rq               *src_rq;
7140         int                     src_cpu;
7141
7142         int                     dst_cpu;
7143         struct rq               *dst_rq;
7144
7145         struct cpumask          *dst_grpmask;
7146         int                     new_dst_cpu;
7147         enum cpu_idle_type      idle;
7148         long                    imbalance;
7149         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7150         struct cpumask          *cpus;
7151
7152         unsigned int            flags;
7153
7154         unsigned int            loop;
7155         unsigned int            loop_break;
7156         unsigned int            loop_max;
7157
7158         enum fbq_type           fbq_type;
7159         enum group_type         src_grp_type;
7160         struct list_head        tasks;
7161 };
7162
7163 /*
7164  * Is this task likely cache-hot:
7165  */
7166 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7167 {
7168         s64 delta;
7169
7170         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7171
7172         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7173                 return 0;
7174
7175         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7176                 return 0;
7177
7178         /*
7179          * Buddy candidates are cache hot:
7180          */
7181         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7182                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7183                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7184                 return 1;
7185
7186         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7187                 return 1;
7188         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7189                 return 0;
7190
7191         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7192
7193         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7194 }
7195
7196 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7197 /*
7198  * Returns 1, if task migration degrades locality
7199  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7200  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7201  */
7202 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7203 {
7204         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7205         unsigned long src_weight, dst_weight;
7206         int src_nid, dst_nid, dist;
7207
7208         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7209                 return -1;
7210
7211         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7212                 return -1;
7213
7214         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7215         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7216
7217         if (src_nid == dst_nid)
7218                 return -1;
7219
7220         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7221         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7222                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7223                         return 1;
7224                 else
7225                         return -1;
7226         }
7227
7228         /* Encourage migration to the preferred node. */
7229         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7230                 return 0;
7231
7232         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7233         if (env->idle == CPU_IDLE)
7234                 return -1;
7235
7236         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7237         if (numa_group) {
7238                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7239                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7240         } else {
7241                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7242                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7243         }
7244
7245         return dst_weight < src_weight;
7246 }
7247
7248 #else
7249 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7250                                              struct lb_env *env)
7251 {
7252         return -1;
7253 }
7254 #endif
7255
7256 /*
7257  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7258  */
7259 static
7260 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7261 {
7262         int tsk_cache_hot;
7263
7264         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7265
7266         /*
7267          * We do not migrate tasks that are:
7268          * 1) throttled_lb_pair, or
7269          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7270          * 3) running (obviously), or
7271          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7272          */
7273         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7274                 return 0;
7275
7276         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7277                 int cpu;
7278
7279                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7280
7281                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7282
7283                 /*
7284                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7285                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7286                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7287                  *
7288                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
7289                  * already computed one in current iteration.
7290                  */
7291                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
7292                         return 0;
7293
7294                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7295                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7296                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7297                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7298                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7299                                 break;
7300                         }
7301                 }
7302
7303                 return 0;
7304         }
7305
7306         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7307         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7308
7309         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7310                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7311                 return 0;
7312         }
7313
7314         /*
7315          * Aggressive migration if:
7316          * 1) destination numa is preferred
7317          * 2) task is cache cold, or
7318          * 3) too many balance attempts have failed.
7319          */
7320         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7321         if (tsk_cache_hot == -1)
7322                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7323
7324         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7325             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7326                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7327                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7328                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7329                 }
7330                 return 1;
7331         }
7332
7333         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7334         return 0;
7335 }
7336
7337 /*
7338  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7339  */
7340 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7341 {
7342         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7343
7344         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7345         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7346 }
7347
7348 /*
7349  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7350  * part of active balancing operations within "domain".
7351  *
7352  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7353  */
7354 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7355 {
7356         struct task_struct *p;
7357
7358         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7359
7360         list_for_each_entry_reverse(p,
7361                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7362                 if (!can_migrate_task(p, env))
7363                         continue;
7364
7365                 detach_task(p, env);
7366
7367                 /*
7368                  * Right now, this is only the second place where
7369                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7370                  * so we can safely collect stats here rather than
7371                  * inside detach_tasks().
7372                  */
7373                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7374                 return p;
7375         }
7376         return NULL;
7377 }
7378
7379 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7380
7381 /*
7382  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance runnable load from
7383  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7384  *
7385  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7386  */
7387 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7388 {
7389         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7390         struct task_struct *p;
7391         unsigned long load;
7392         int detached = 0;
7393
7394         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7395
7396         if (env->imbalance <= 0)
7397                 return 0;
7398
7399         while (!list_empty(tasks)) {
7400                 /*
7401                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7402                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7403                  */
7404                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7405                         break;
7406
7407                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7408
7409                 env->loop++;
7410                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7411                 if (env->loop > env->loop_max)
7412                         break;
7413
7414                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7415                 if (env->loop > env->loop_break) {
7416                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7417                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7418                         break;
7419                 }
7420
7421                 if (!can_migrate_task(p, env))
7422                         goto next;
7423
7424                 load = task_h_load(p);
7425
7426                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7427                         goto next;
7428
7429                 if ((load / 2) > env->imbalance)
7430                         goto next;
7431
7432                 detach_task(p, env);
7433                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7434
7435                 detached++;
7436                 env->imbalance -= load;
7437
7438 #ifdef CONFIG_PREEMPT
7439                 /*
7440                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7441                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7442                  * the critical section.
7443                  */
7444                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7445                         break;
7446 #endif
7447
7448                 /*
7449                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7450                  * runnable load.
7451                  */
7452                 if (env->imbalance <= 0)
7453                         break;
7454
7455                 continue;
7456 next:
7457                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7458         }
7459
7460         /*
7461          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7462          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7463          * than inside detach_one_task().
7464          */
7465         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7466
7467         return detached;
7468 }
7469
7470 /*
7471  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7472  */
7473 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7474 {
7475         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7476
7477         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7478         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7479         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7480 }
7481
7482 /*
7483  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7484  * its new rq.
7485  */
7486 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7487 {
7488         struct rq_flags rf;
7489
7490         rq_lock(rq, &rf);
7491         update_rq_clock(rq);
7492         attach_task(rq, p);
7493         rq_unlock(rq, &rf);
7494 }
7495
7496 /*
7497  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7498  * new rq.
7499  */
7500 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7501 {
7502         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7503         struct task_struct *p;
7504         struct rq_flags rf;
7505
7506         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7507         update_rq_clock(env->dst_rq);
7508
7509         while (!list_empty(tasks)) {
7510                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7511                 list_del_init(&p->se.group_node);
7512
7513                 attach_task(env->dst_rq, p);
7514         }
7515
7516         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7517 }
7518
7519 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7520 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7521 {
7522         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7523                 return true;
7524
7525         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7526                 return true;
7527
7528         return false;
7529 }
7530
7531 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7532 {
7533         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7534                 return true;
7535
7536         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7537                 return true;
7538
7539 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
7540         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7541                 return true;
7542 #endif
7543
7544         return false;
7545 }
7546
7547 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
7548 {
7549         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7550
7551         if (!has_blocked)
7552                 rq->has_blocked_load = 0;
7553 }
7554 #else
7555 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
7556 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
7557 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
7558 #endif
7559
7560 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7561
7562 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
7563 {
7564         if (cfs_rq->load.weight)
7565                 return false;
7566
7567         if (cfs_rq->avg.load_sum)
7568                 return false;
7569
7570         if (cfs_rq->avg.util_sum)
7571                 return false;
7572
7573         if (cfs_rq->avg.runnable_load_sum)
7574                 return false;
7575
7576         return true;
7577 }
7578
7579 static void update_blocked_averages(int cpu)
7580 {
7581         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7582         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
7583         const struct sched_class *curr_class;
7584         struct rq_flags rf;
7585         bool done = true;
7586
7587         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7588         update_rq_clock(rq);
7589
7590         /*
7591          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7592          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7593          */
7594         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
7595                 struct sched_entity *se;
7596
7597                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq))
7598                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7599
7600                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
7601                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
7602                 if (se && !skip_blocked_update(se))
7603                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, 0);
7604
7605                 /*
7606                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
7607                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
7608                  */
7609                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
7610                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
7611
7612                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7613                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7614                         done = false;
7615         }
7616
7617         curr_class = rq->curr->sched_class;
7618         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &rt_sched_class);
7619         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &dl_sched_class);
7620         update_irq_load_avg(rq, 0);
7621         /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7622         if (others_have_blocked(rq))
7623                 done = false;
7624
7625         update_blocked_load_status(rq, !done);
7626         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7627 }
7628
7629 /*
7630  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7631  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7632  * group is a fraction of its parents load.
7633  */
7634 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7635 {
7636         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7637         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7638         unsigned long now = jiffies;
7639         unsigned long load;
7640
7641         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7642                 return;
7643
7644         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
7645         for_each_sched_entity(se) {
7646                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7647                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
7648                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7649                         break;
7650         }
7651
7652         if (!se) {
7653                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7654                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7655         }
7656
7657         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
7658                 load = cfs_rq->h_load;
7659                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7660                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7661                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7662                 cfs_rq->h_load = load;
7663                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7664         }
7665 }
7666
7667 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7668 {
7669         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7670
7671         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7672         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7673                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7674 }
7675 #else
7676 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
7677 {
7678         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7679         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7680         const struct sched_class *curr_class;
7681         struct rq_flags rf;
7682
7683         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7684         update_rq_clock(rq);
7685         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
7686
7687         curr_class = rq->curr->sched_class;
7688         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &rt_sched_class);
7689         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &dl_sched_class);
7690         update_irq_load_avg(rq, 0);
7691         update_blocked_load_status(rq, cfs_rq_has_blocked(cfs_rq) || others_have_blocked(rq));
7692         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7693 }
7694
7695 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7696 {
7697         return p->se.avg.load_avg;
7698 }
7699 #endif
7700
7701 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7702
7703 /*
7704  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7705  */
7706 struct sg_lb_stats {
7707         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7708         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7709         unsigned long load_per_task;
7710         unsigned long group_capacity;
7711         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7712         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7713         unsigned int idle_cpus;
7714         unsigned int group_weight;
7715         enum group_type group_type;
7716         int group_no_capacity;
7717         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
7718 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7719         unsigned int nr_numa_running;
7720         unsigned int nr_preferred_running;
7721 #endif
7722 };
7723
7724 /*
7725  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7726  *               during load balancing.
7727  */
7728 struct sd_lb_stats {
7729         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7730         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7731         unsigned long total_running;
7732         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7733         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7734         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7735
7736         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7737         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7738 };
7739
7740 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7741 {
7742         /*
7743          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7744          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7745          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7746          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7747          */
7748         *sds = (struct sd_lb_stats){
7749                 .busiest = NULL,
7750                 .local = NULL,
7751                 .total_running = 0UL,
7752                 .total_load = 0UL,
7753                 .total_capacity = 0UL,
7754                 .busiest_stat = {
7755                         .avg_load = 0UL,
7756                         .sum_nr_running = 0,
7757                         .group_type = group_other,
7758                 },
7759         };
7760 }
7761
7762 static unsigned long scale_rt_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7763 {
7764         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7765         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7766         unsigned long used, free;
7767         unsigned long irq;
7768
7769         irq = cpu_util_irq(rq);
7770
7771         if (unlikely(irq >= max))
7772                 return 1;
7773
7774         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
7775         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
7776
7777         if (unlikely(used >= max))
7778                 return 1;
7779
7780         free = max - used;
7781
7782         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
7783 }
7784
7785 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7786 {
7787         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(sd, cpu);
7788         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7789
7790         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7791
7792         if (!capacity)
7793                 capacity = 1;
7794
7795         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7796         sdg->sgc->capacity = capacity;
7797         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7798         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7799 }
7800
7801 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7802 {
7803         struct sched_domain *child = sd->child;
7804         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7805         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
7806         unsigned long interval;
7807
7808         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7809         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7810         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7811
7812         if (!child) {
7813                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7814                 return;
7815         }
7816
7817         capacity = 0;
7818         min_capacity = ULONG_MAX;
7819         max_capacity = 0;
7820
7821         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7822                 /*
7823                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7824                  * span the current group.
7825                  */
7826
7827                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
7828                         struct sched_group_capacity *sgc;
7829                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7830
7831                         /*
7832                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7833                          * gets here before we've attached the domains to the
7834                          * runqueues.
7835                          *
7836                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7837                          * in update_cpu_capacity().
7838                          *
7839                          * This avoids capacity from being 0 and
7840                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7841                          */
7842                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7843                                 capacity += capacity_of(cpu);
7844                         } else {
7845                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7846                                 capacity += sgc->capacity;
7847                         }
7848
7849                         min_capacity = min(capacity, min_capacity);
7850                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7851                 }
7852         } else  {
7853                 /*
7854                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7855                  * span the current group.
7856                  */
7857
7858                 group = child->groups;
7859                 do {
7860                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7861
7862                         capacity += sgc->capacity;
7863                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7864                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7865                         group = group->next;
7866                 } while (group != child->groups);
7867         }
7868
7869         sdg->sgc->capacity = capacity;
7870         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
7871         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7872 }
7873
7874 /*
7875  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7876  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7877  * Return true is the capacity is reduced
7878  */
7879 static inline int
7880 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7881 {
7882         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7883                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7884 }
7885
7886 /*
7887  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
7888  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
7889  * the task's current CPU is heavily pressured.
7890  */
7891 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7892 {
7893         return rq->misfit_task_load &&
7894                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
7895                  check_cpu_capacity(rq, sd));
7896 }
7897
7898 /*
7899  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7900  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
7901  *
7902  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
7903  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
7904  * Something like:
7905  *
7906  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7907  *              *     * * *
7908  *
7909  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7910  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7911  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
7912  *
7913  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7914  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7915  * moving tasks due to affinity constraints.
7916  *
7917  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7918  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7919  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7920  * to create an effective group imbalance.
7921  *
7922  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7923  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7924  * subtle and fragile situation.
7925  */
7926
7927 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7928 {
7929         return group->sgc->imbalance;
7930 }
7931
7932 /*
7933  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7934  * be used by some tasks.
7935  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7936  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7937  * available capacity for CFS tasks.
7938  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7939  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7940  * capacity in meaningful for the load balancer.
7941  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7942  * any benefit for the load balance.
7943  */
7944 static inline bool
7945 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7946 {
7947         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7948                 return true;
7949
7950         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7951                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7952                 return true;
7953
7954         return false;
7955 }
7956
7957 /*
7958  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7959  *  handle.
7960  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7961  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7962  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7963  *  false.
7964  */
7965 static inline bool
7966 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7967 {
7968         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7969                 return false;
7970
7971         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7972                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7973                 return true;
7974
7975         return false;
7976 }
7977
7978 /*
7979  * group_smaller_min_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7980  * per-CPU capacity than sched_group ref.
7981  */
7982 static inline bool
7983 group_smaller_min_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7984 {
7985         return sg->sgc->min_capacity * capacity_margin <
7986                                                 ref->sgc->min_capacity * 1024;
7987 }
7988
7989 /*
7990  * group_smaller_max_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7991  * per-CPU capacity_orig than sched_group ref.
7992  */
7993 static inline bool
7994 group_smaller_max_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7995 {
7996         return sg->sgc->max_capacity * capacity_margin <
7997                                                 ref->sgc->max_capacity * 1024;
7998 }
7999
8000 static inline enum
8001 group_type group_classify(struct sched_group *group,
8002                           struct sg_lb_stats *sgs)
8003 {
8004         if (sgs->group_no_capacity)
8005                 return group_overloaded;
8006
8007         if (sg_imbalanced(group))
8008                 return group_imbalanced;
8009
8010         if (sgs->group_misfit_task_load)
8011                 return group_misfit_task;
8012
8013         return group_other;
8014 }
8015
8016 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq, bool force)
8017 {
8018 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8019         unsigned int cpu = rq->cpu;
8020
8021         if (!rq->has_blocked_load)
8022                 return false;
8023
8024         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
8025                 return false;
8026
8027         if (!force && !time_after(jiffies, rq->last_blocked_load_update_tick))
8028                 return true;
8029
8030         update_blocked_averages(cpu);
8031
8032         return rq->has_blocked_load;
8033 #else
8034         return false;
8035 #endif
8036 }
8037
8038 /**
8039  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8040  * @env: The load balancing environment.
8041  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8042  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8043  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8044  */
8045 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8046                                       struct sched_group *group,
8047                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8048                                       int *sg_status)
8049 {
8050         int i, nr_running;
8051
8052         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8053
8054         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8055                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8056
8057                 if ((env->flags & LBF_NOHZ_STATS) && update_nohz_stats(rq, false))
8058                         env->flags |= LBF_NOHZ_AGAIN;
8059
8060                 sgs->group_load += cpu_runnable_load(rq);
8061                 sgs->group_util += cpu_util(i);
8062                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8063
8064                 nr_running = rq->nr_running;
8065                 if (nr_running > 1)
8066                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8067
8068                 if (cpu_overutilized(i))
8069                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8070
8071 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8072                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8073                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8074 #endif
8075                 /*
8076                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8077                  */
8078                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
8079                         sgs->idle_cpus++;
8080
8081                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8082                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8083                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8084                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8085                 }
8086         }
8087
8088         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
8089         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8090         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
8091
8092         if (sgs->sum_nr_running)
8093                 sgs->load_per_task = sgs->group_load / sgs->sum_nr_running;
8094
8095         sgs->group_weight = group->group_weight;
8096
8097         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
8098         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
8099 }
8100
8101 /**
8102  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8103  * @env: The load balancing environment.
8104  * @sds: sched_domain statistics
8105  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8106  * @sgs: sched_group statistics
8107  *
8108  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8109  * busiest group.
8110  *
8111  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8112  * busiest group. %false otherwise.
8113  */
8114 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8115                                    struct sd_lb_stats *sds,
8116                                    struct sched_group *sg,
8117                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8118 {
8119         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8120
8121         /*
8122          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8123          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8124          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8125          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8126          */
8127         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8128             (!group_smaller_max_cpu_capacity(sg, sds->local) ||
8129              !group_has_capacity(env, &sds->local_stat)))
8130                 return false;
8131
8132         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8133                 return true;
8134
8135         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8136                 return false;
8137
8138         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8139                 return false;
8140
8141         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY))
8142                 goto asym_packing;
8143
8144         /*
8145          * Candidate sg has no more than one task per CPU and
8146          * has higher per-CPU capacity. Migrating tasks to less
8147          * capable CPUs may harm throughput. Maximize throughput,
8148          * power/energy consequences are not considered.
8149          */
8150         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
8151             group_smaller_min_cpu_capacity(sds->local, sg))
8152                 return false;
8153
8154         /*
8155          * If we have more than one misfit sg go with the biggest misfit.
8156          */
8157         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8158             sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8159                 return false;
8160
8161 asym_packing:
8162         /* This is the busiest node in its class. */
8163         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8164                 return true;
8165
8166         /* No ASYM_PACKING if target CPU is already busy */
8167         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8168                 return true;
8169         /*
8170          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the highest
8171          * prority CPUs in the group, therefore mark all groups
8172          * of lower priority than ourself as busy.
8173          */
8174         if (sgs->sum_nr_running &&
8175             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu)) {
8176                 if (!sds->busiest)
8177                         return true;
8178
8179                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8180                 if (sched_asym_prefer(sds->busiest->asym_prefer_cpu,
8181                                       sg->asym_prefer_cpu))
8182                         return true;
8183         }
8184
8185         return false;
8186 }
8187
8188 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8189 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8190 {
8191         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8192                 return regular;
8193         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8194                 return remote;
8195         return all;
8196 }
8197
8198 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8199 {
8200         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8201                 return regular;
8202         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8203                 return remote;
8204         return all;
8205 }
8206 #else
8207 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8208 {
8209         return all;
8210 }
8211
8212 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8213 {
8214         return regular;
8215 }
8216 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8217
8218 /**
8219  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
8220  * @env: The load balancing environment.
8221  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
8222  */
8223 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8224 {
8225         struct sched_domain *child = env->sd->child;
8226         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8227         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
8228         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
8229         bool prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
8230         int sg_status = 0;
8231
8232 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8233         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && READ_ONCE(nohz.has_blocked))
8234                 env->flags |= LBF_NOHZ_STATS;
8235 #endif
8236
8237         do {
8238                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
8239                 int local_group;
8240
8241                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
8242                 if (local_group) {
8243                         sds->local = sg;
8244                         sgs = local;
8245
8246                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
8247                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
8248                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
8249                 }
8250
8251                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
8252
8253                 if (local_group)
8254                         goto next_group;
8255
8256                 /*
8257                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
8258                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
8259                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
8260                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
8261                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
8262                  * you always pull from the heaviest group when it is already
8263                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
8264                  * the tasks on the system).
8265                  */
8266                 if (prefer_sibling && sds->local &&
8267                     group_has_capacity(env, local) &&
8268                     (sgs->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)) {
8269                         sgs->group_no_capacity = 1;
8270                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
8271                 }
8272
8273                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
8274                         sds->busiest = sg;
8275                         sds->busiest_stat = *sgs;
8276                 }
8277
8278 next_group:
8279                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
8280                 sds->total_running += sgs->sum_nr_running;
8281                 sds->total_load += sgs->group_load;
8282                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
8283
8284                 sg = sg->next;
8285         } while (sg != env->sd->groups);
8286
8287 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8288         if ((env->flags & LBF_NOHZ_AGAIN) &&
8289             cpumask_subset(nohz.idle_cpus_mask, sched_domain_span(env->sd))) {
8290
8291                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
8292                            jiffies + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
8293         }
8294 #endif
8295
8296         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
8297                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
8298
8299         if (!env->sd->parent) {
8300                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8301
8302                 /* update overload indicator if we are at root domain */
8303                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
8304
8305                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
8306                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8307                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8308         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
8309                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8310
8311                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
8312                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
8313         }
8314 }
8315
8316 /**
8317  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
8318  *                      sched domain.
8319  *
8320  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
8321  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
8322  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
8323  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
8324  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
8325  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
8326  *
8327  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
8328  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
8329  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
8330  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
8331  * number.
8332  *
8333  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
8334  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in env->imbalance.
8335  *
8336  * @env: The load balancing environment.
8337  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
8338  */
8339 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8340 {
8341         int busiest_cpu;
8342
8343         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8344                 return 0;
8345
8346         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8347                 return 0;
8348
8349         if (!sds->busiest)
8350                 return 0;
8351
8352         busiest_cpu = sds->busiest->asym_prefer_cpu;
8353         if (sched_asym_prefer(busiest_cpu, env->dst_cpu))
8354                 return 0;
8355
8356         env->imbalance = sds->busiest_stat.group_load;
8357
8358         return 1;
8359 }
8360
8361 /**
8362  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
8363  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
8364  *                      load balancing.
8365  * @env: The load balancing environment.
8366  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8367  */
8368 static inline
8369 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8370 {
8371         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
8372         unsigned int imbn = 2;
8373         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
8374         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8375
8376         local = &sds->local_stat;
8377         busiest = &sds->busiest_stat;
8378
8379         if (!local->sum_nr_running)
8380                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
8381         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
8382                 imbn = 1;
8383
8384         scaled_busy_load_per_task =
8385                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8386                 busiest->group_capacity;
8387
8388         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
8389             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
8390                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8391                 return;
8392         }
8393
8394         /*
8395          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
8396          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
8397          * moving them.
8398          */
8399
8400         capa_now += busiest->group_capacity *
8401                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
8402         capa_now += local->group_capacity *
8403                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
8404         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8405
8406         /* Amount of load we'd subtract */
8407         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
8408                 capa_move += busiest->group_capacity *
8409                             min(busiest->load_per_task,
8410                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
8411         }
8412
8413         /* Amount of load we'd add */
8414         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
8415             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
8416                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
8417                       local->group_capacity;
8418         } else {
8419                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8420                       local->group_capacity;
8421         }
8422         capa_move += local->group_capacity *
8423                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
8424         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8425
8426         /* Move if we gain throughput */
8427         if (capa_move > capa_now)
8428                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8429 }
8430
8431 /**
8432  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
8433  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
8434  * @env: load balance environment
8435  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8436  */
8437 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8438 {
8439         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
8440         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8441
8442         local = &sds->local_stat;
8443         busiest = &sds->busiest_stat;
8444
8445         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
8446                 /*
8447                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
8448                  * to ensure CPU-load equilibrium, look at wider averages. XXX
8449                  */
8450                 busiest->load_per_task =
8451                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
8452         }
8453
8454         /*
8455          * Avg load of busiest sg can be less and avg load of local sg can
8456          * be greater than avg load across all sgs of sd because avg load
8457          * factors in sg capacity and sgs with smaller group_type are
8458          * skipped when updating the busiest sg:
8459          */
8460         if (busiest->group_type != group_misfit_task &&
8461             (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
8462              local->avg_load >= sds->avg_load)) {
8463                 env->imbalance = 0;
8464                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8465         }
8466
8467         /*
8468          * If there aren't any idle CPUs, avoid creating some.
8469          */
8470         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
8471             local->group_type   == group_overloaded) {
8472                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running * SCHED_CAPACITY_SCALE;
8473                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity) {
8474                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
8475                         load_above_capacity *= scale_load_down(NICE_0_LOAD);
8476                         load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
8477                 } else
8478                         load_above_capacity = ~0UL;
8479         }
8480
8481         /*
8482          * We're trying to get all the CPUs to the average_load, so we don't
8483          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
8484          * reduce the max loaded CPU below the average load. At the same time,
8485          * we also don't want to reduce the group load below the group
8486          * capacity. Thus we look for the minimum possible imbalance.
8487          */
8488         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
8489
8490         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
8491         env->imbalance = min(
8492                 max_pull * busiest->group_capacity,
8493                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
8494         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
8495
8496         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
8497         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
8498                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
8499                                        busiest->group_misfit_task_load);
8500         }
8501
8502         /*
8503          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
8504          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
8505          * a think about bumping its value to force at least one task to be
8506          * moved
8507          */
8508         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
8509                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8510 }
8511
8512 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
8513
8514 /**
8515  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
8516  * if there is an imbalance.
8517  *
8518  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
8519  * to restore balance.
8520  *
8521  * @env: The load balancing environment.
8522  *
8523  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
8524  */
8525 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
8526 {
8527         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8528         struct sd_lb_stats sds;
8529
8530         init_sd_lb_stats(&sds);
8531
8532         /*
8533          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
8534          * this level.
8535          */
8536         update_sd_lb_stats(env, &sds);
8537
8538         if (sched_energy_enabled()) {
8539                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8540
8541                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
8542                         goto out_balanced;
8543         }
8544
8545         local = &sds.local_stat;
8546         busiest = &sds.busiest_stat;
8547
8548         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
8549         if (check_asym_packing(env, &sds))
8550                 return sds.busiest;
8551
8552         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
8553         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
8554                 goto out_balanced;
8555
8556         /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
8557         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
8558                                                 / sds.total_capacity;
8559
8560         /*
8561          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
8562          * work because they assume all things are equal, which typically
8563          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
8564          */
8565         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
8566                 goto force_balance;
8567
8568         /*
8569          * When dst_cpu is idle, prevent SMP nice and/or asymmetric group
8570          * capacities from resulting in underutilization due to avg_load.
8571          */
8572         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
8573             busiest->group_no_capacity)
8574                 goto force_balance;
8575
8576         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
8577         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
8578                 goto force_balance;
8579
8580         /*
8581          * If the local group is busier than the selected busiest group
8582          * don't try and pull any tasks.
8583          */
8584         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
8585                 goto out_balanced;
8586
8587         /*
8588          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
8589          * average load.
8590          */
8591         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
8592                 goto out_balanced;
8593
8594         if (env->idle == CPU_IDLE) {
8595                 /*
8596                  * This CPU is idle. If the busiest group is not overloaded
8597                  * and there is no imbalance between this and busiest group
8598                  * wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance becomes
8599                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
8600                  * might end up to just move the imbalance on another group
8601                  */
8602                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
8603                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
8604                         goto out_balanced;
8605         } else {
8606                 /*
8607                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
8608                  * imbalance_pct to be conservative.
8609                  */
8610                 if (100 * busiest->avg_load <=
8611                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8612                         goto out_balanced;
8613         }
8614
8615 force_balance:
8616         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8617         env->src_grp_type = busiest->group_type;
8618         calculate_imbalance(env, &sds);
8619         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
8620
8621 out_balanced:
8622         env->imbalance = 0;
8623         return NULL;
8624 }
8625
8626 /*
8627  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
8628  */
8629 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8630                                      struct sched_group *group)
8631 {
8632         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8633         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8634         int i;
8635
8636         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8637                 unsigned long capacity, load;
8638                 enum fbq_type rt;
8639
8640                 rq = cpu_rq(i);
8641                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8642
8643                 /*
8644                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8645                  *  - regular: there are !numa tasks
8646                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8647                  *  - all:     there is no distinction
8648                  *
8649                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8650                  * ignore those when there's better options.
8651                  *
8652                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8653                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8654                  * queue by moving tasks around inside the node.
8655                  *
8656                  * If we cannot move enough load due to this classification
8657                  * the next pass will adjust the group classification and
8658                  * allow migration of more tasks.
8659                  *
8660                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8661                  */
8662                 if (rt > env->fbq_type)
8663                         continue;
8664
8665                 /*
8666                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we simply
8667                  * seek the "biggest" misfit task.
8668                  */
8669                 if (env->src_grp_type == group_misfit_task) {
8670                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
8671                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
8672                                 busiest = rq;
8673                         }
8674
8675                         continue;
8676                 }
8677
8678                 capacity = capacity_of(i);
8679
8680                 /*
8681                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
8682                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
8683                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
8684                  * average load.
8685                  */
8686                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8687                     capacity_of(env->dst_cpu) < capacity &&
8688                     rq->nr_running == 1)
8689                         continue;
8690
8691                 load = cpu_runnable_load(rq);
8692
8693                 /*
8694                  * When comparing with imbalance, use cpu_runnable_load()
8695                  * which is not scaled with the CPU capacity.
8696                  */
8697
8698                 if (rq->nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
8699                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
8700                         continue;
8701
8702                 /*
8703                  * For the load comparisons with the other CPU's, consider
8704                  * the cpu_runnable_load() scaled with the CPU capacity, so
8705                  * that the load can be moved away from the CPU that is
8706                  * potentially running at a lower capacity.
8707                  *
8708                  * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i), crosswise
8709                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
8710                  * to: load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;  where j is
8711                  * our previous maximum.
8712                  */
8713                 if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8714                         busiest_load = load;
8715                         busiest_capacity = capacity;
8716                         busiest = rq;
8717                 }
8718         }
8719
8720         return busiest;
8721 }
8722
8723 /*
8724  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8725  * so long as it is large enough.
8726  */
8727 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8728
8729 static inline bool
8730 asym_active_balance(struct lb_env *env)
8731 {
8732         /*
8733          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8734          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
8735          * highest priority CPUs.
8736          */
8737         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
8738                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
8739 }
8740
8741 static inline bool
8742 voluntary_active_balance(struct lb_env *env)
8743 {
8744         struct sched_domain *sd = env->sd;
8745
8746         if (asym_active_balance(env))
8747                 return 1;
8748
8749         /*
8750          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8751          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8752          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8753          * available on dst_cpu.
8754          */
8755         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8756             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8757                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8758                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8759                         return 1;
8760         }
8761
8762         if (env->src_grp_type == group_misfit_task)
8763                 return 1;
8764
8765         return 0;
8766 }
8767
8768 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8769 {
8770         struct sched_domain *sd = env->sd;
8771
8772         if (voluntary_active_balance(env))
8773                 return 1;
8774
8775         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8776 }
8777
8778 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8779
8780 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8781 {
8782         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8783         int cpu, balance_cpu = -1;
8784
8785         /*
8786          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
8787          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
8788          */
8789         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
8790                 return 0;
8791
8792         /*
8793          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
8794          * to do the newly idle load balance.
8795          */
8796         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8797                 return 1;
8798
8799         /* Try to find first idle CPU */
8800         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
8801                 if (!idle_cpu(cpu))
8802                         continue;
8803
8804                 balance_cpu = cpu;
8805                 break;
8806         }
8807
8808         if (balance_cpu == -1)
8809                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8810
8811         /*
8812          * First idle CPU or the first CPU(busiest) in this sched group
8813          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8814          */
8815         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8816 }
8817
8818 /*
8819  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8820  * tasks if there is an imbalance.
8821  */
8822 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8823                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8824                         int *continue_balancing)
8825 {
8826         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8827         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8828         struct sched_group *group;
8829         struct rq *busiest;
8830         struct rq_flags rf;
8831         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8832
8833         struct lb_env env = {
8834                 .sd             = sd,
8835                 .dst_cpu        = this_cpu,
8836                 .dst_rq         = this_rq,
8837                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
8838                 .idle           = idle,
8839                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8840                 .cpus           = cpus,
8841                 .fbq_type       = all,
8842                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8843         };
8844
8845         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
8846
8847         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
8848
8849 redo:
8850         if (!should_we_balance(&env)) {
8851                 *continue_balancing = 0;
8852                 goto out_balanced;
8853         }
8854
8855         group = find_busiest_group(&env);
8856         if (!group) {
8857                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
8858                 goto out_balanced;
8859         }
8860
8861         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8862         if (!busiest) {
8863                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
8864                 goto out_balanced;
8865         }
8866
8867         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8868
8869         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8870
8871         env.src_cpu = busiest->cpu;
8872         env.src_rq = busiest;
8873
8874         ld_moved = 0;
8875         if (busiest->nr_running > 1) {
8876                 /*
8877                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8878                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8879                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8880                  * correctly treated as an imbalance.
8881                  */
8882                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8883                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8884
8885 more_balance:
8886                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
8887                 update_rq_clock(busiest);
8888
8889                 /*
8890                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8891                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8892                  */
8893                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8894
8895                 /*
8896                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8897                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8898                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8899                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8900                  * See task_rq_lock() family for the details.
8901                  */
8902
8903                 rq_unlock(busiest, &rf);
8904
8905                 if (cur_ld_moved) {
8906                         attach_tasks(&env);
8907                         ld_moved += cur_ld_moved;
8908                 }
8909
8910                 local_irq_restore(rf.flags);
8911
8912                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8913                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8914                         goto more_balance;
8915                 }
8916
8917                 /*
8918                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8919                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8920                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8921                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
8922                  * sched_group.
8923                  *
8924                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8925                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8926                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8927                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8928                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8929                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8930                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8931                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8932                  * This however should not happen so much in practice and
8933                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8934                  * excess load moved.
8935                  */
8936                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8937
8938                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
8939                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8940
8941                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8942                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8943                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8944                         env.loop         = 0;
8945                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8946
8947                         /*
8948                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8949                          * need to continue with same src_cpu.
8950                          */
8951                         goto more_balance;
8952                 }
8953
8954                 /*
8955                  * We failed to reach balance because of affinity.
8956                  */
8957                 if (sd_parent) {
8958                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8959
8960                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8961                                 *group_imbalance = 1;
8962                 }
8963
8964                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8965                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8966                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8967                         /*
8968                          * Attempting to continue load balancing at the current
8969                          * sched_domain level only makes sense if there are
8970                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
8971                          * pull load from which are not contained within the
8972                          * destination group that is receiving any migrated
8973                          * load.
8974                          */
8975                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
8976                                 env.loop = 0;
8977                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8978                                 goto redo;
8979                         }
8980                         goto out_all_pinned;
8981                 }
8982         }
8983
8984         if (!ld_moved) {
8985                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
8986                 /*
8987                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8988                  * We do not want newidle balance, which can be very
8989                  * frequent, pollute the failure counter causing
8990                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8991                  */
8992                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8993                         sd->nr_balance_failed++;
8994
8995                 if (need_active_balance(&env)) {
8996                         unsigned long flags;
8997
8998                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8999
9000                         /*
9001                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
9002                          * if the curr task on busiest CPU can't be
9003                          * moved to this_cpu:
9004                          */
9005                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
9006                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
9007                                                             flags);
9008                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9009                                 goto out_one_pinned;
9010                         }
9011
9012                         /*
9013                          * ->active_balance synchronizes accesses to
9014                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
9015                          * only after active load balance is finished.
9016                          */
9017                         if (!busiest->active_balance) {
9018                                 busiest->active_balance = 1;
9019                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
9020                                 active_balance = 1;
9021                         }
9022                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
9023
9024                         if (active_balance) {
9025                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
9026                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
9027                                         &busiest->active_balance_work);
9028                         }
9029
9030                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
9031                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
9032                 }
9033         } else
9034                 sd->nr_balance_failed = 0;
9035
9036         if (likely(!active_balance) || voluntary_active_balance(&env)) {
9037                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
9038                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
9039         } else {
9040                 /*
9041                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
9042                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
9043                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
9044                  * detach_tasks).
9045                  */
9046                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
9047                         sd->balance_interval *= 2;
9048         }
9049
9050         goto out;
9051
9052 out_balanced:
9053         /*
9054          * We reach balance although we may have faced some affinity
9055          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
9056          */
9057         if (sd_parent) {
9058                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9059
9060                 if (*group_imbalance)
9061                         *group_imbalance = 0;
9062         }
9063
9064 out_all_pinned:
9065         /*
9066          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9067          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9068          * can try to migrate them.
9069          */
9070         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9071
9072         sd->nr_balance_failed = 0;
9073
9074 out_one_pinned:
9075         ld_moved = 0;
9076
9077         /*
9078          * idle_balance() disregards balance intervals, so we could repeatedly
9079          * reach this code, which would lead to balance_interval skyrocketting
9080          * in a short amount of time. Skip the balance_interval increase logic
9081          * to avoid that.
9082          */
9083         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9084                 goto out;
9085
9086         /* tune up the balancing interval */
9087         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
9088              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
9089             sd->balance_interval < sd->max_interval)
9090                 sd->balance_interval *= 2;
9091 out:
9092         return ld_moved;
9093 }
9094
9095 static inline unsigned long
9096 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
9097 {
9098         unsigned long interval = sd->balance_interval;
9099
9100         if (cpu_busy)
9101                 interval *= sd->busy_factor;
9102
9103         /* scale ms to jiffies */
9104         interval = msecs_to_jiffies(interval);
9105         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9106
9107         return interval;
9108 }
9109
9110 static inline void
9111 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
9112 {
9113         unsigned long interval, next;
9114
9115         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
9116         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
9117         next = sd->last_balance + interval;
9118
9119         if (time_after(*next_balance, next))
9120                 *next_balance = next;
9121 }
9122
9123 /*
9124  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
9125  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9126  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9127  * avoids physical / logical imbalances.
9128  */
9129 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9130 {
9131         struct rq *busiest_rq = data;
9132         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9133         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9134         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9135         struct sched_domain *sd;
9136         struct task_struct *p = NULL;
9137         struct rq_flags rf;
9138
9139         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
9140         /*
9141          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
9142          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
9143          * inactive CPUs.
9144          */
9145         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
9146                 goto out_unlock;
9147
9148         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
9149         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9150                      !busiest_rq->active_balance))
9151                 goto out_unlock;
9152
9153         /* Is there any task to move? */
9154         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9155                 goto out_unlock;
9156
9157         /*
9158          * This condition is "impossible", if it occurs
9159          * we need to fix it. Originally reported by
9160          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
9161          */
9162         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9163
9164         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9165         rcu_read_lock();
9166         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9167                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
9168                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9169                                 break;
9170         }
9171
9172         if (likely(sd)) {
9173                 struct lb_env env = {
9174                         .sd             = sd,
9175                         .dst_cpu        = target_cpu,
9176                         .dst_rq         = target_rq,
9177                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9178                         .src_rq         = busiest_rq,
9179                         .idle           = CPU_IDLE,
9180                         /*
9181                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
9182                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
9183                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
9184                          * about DST_PINNED.
9185                          */
9186                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
9187                 };
9188
9189                 schedstat_inc(sd->alb_count);
9190                 update_rq_clock(busiest_rq);
9191
9192                 p = detach_one_task(&env);
9193                 if (p) {
9194                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
9195                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
9196                         sd->nr_balance_failed = 0;
9197                 } else {
9198                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
9199                 }
9200         }
9201         rcu_read_unlock();
9202 out_unlock:
9203         busiest_rq->active_balance = 0;
9204         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
9205
9206         if (p)
9207                 attach_one_task(target_rq, p);
9208
9209         local_irq_enable();
9210
9211         return 0;
9212 }
9213
9214 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
9215
9216 /*
9217  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
9218  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
9219  */
9220 void update_max_interval(void)
9221 {
9222         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
9223 }
9224
9225 /*
9226  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
9227  * and initiates a balancing operation if so.
9228  *
9229  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
9230  */
9231 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
9232 {
9233         int continue_balancing = 1;
9234         int cpu = rq->cpu;
9235         unsigned long interval;
9236         struct sched_domain *sd;
9237         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9238         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
9239         int update_next_balance = 0;
9240         int need_serialize, need_decay = 0;
9241         u64 max_cost = 0;
9242
9243         rcu_read_lock();
9244         for_each_domain(cpu, sd) {
9245                 /*
9246                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
9247                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
9248                  */
9249                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
9250                         sd->max_newidle_lb_cost =
9251                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
9252                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
9253                         need_decay = 1;
9254                 }
9255                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
9256
9257                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9258                         continue;
9259
9260                 /*
9261                  * Stop the load balance at this level. There is another
9262                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
9263                  * actively.
9264                  */
9265                 if (!continue_balancing) {
9266                         if (need_decay)
9267                                 continue;
9268                         break;
9269                 }
9270
9271                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9272
9273                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
9274                 if (need_serialize) {
9275                         if (!spin_trylock(&balancing))
9276                                 goto out;
9277                 }
9278
9279                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
9280                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
9281                                 /*
9282                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
9283                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
9284                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
9285                                  */
9286                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9287                         }
9288                         sd->last_balance = jiffies;
9289                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9290                 }
9291                 if (need_serialize)
9292                         spin_unlock(&balancing);
9293 out:
9294                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
9295                         next_balance = sd->last_balance + interval;
9296                         update_next_balance = 1;
9297                 }
9298         }
9299         if (need_decay) {
9300                 /*
9301                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
9302                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
9303                  */
9304                 rq->max_idle_balance_cost =
9305                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
9306         }
9307         rcu_read_unlock();
9308
9309         /*
9310          * next_balance will be updated only when there is a need.
9311          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
9312          * updated.
9313          */
9314         if (likely(update_next_balance)) {
9315                 rq->next_balance = next_balance;
9316
9317 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9318                 /*
9319                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
9320                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
9321                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
9322                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
9323                  * balance for itself and we need to update the
9324                  * nohz.next_balance accordingly.
9325                  */
9326                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
9327                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
9328 #endif
9329         }
9330 }
9331
9332 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
9333 {
9334         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
9335 }
9336
9337 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9338 /*
9339  * idle load balancing details
9340  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
9341  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
9342  *   load balancing for all the idle CPUs.
9343  * - HK_FLAG_MISC CPUs are used for this task, because HK_FLAG_SCHED not set
9344  *   anywhere yet.
9345  */
9346
9347 static inline int find_new_ilb(void)
9348 {
9349         int ilb;
9350
9351         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask,
9352                               housekeeping_cpumask(HK_FLAG_MISC)) {
9353                 if (idle_cpu(ilb))
9354                         return ilb;
9355         }
9356
9357         return nr_cpu_ids;
9358 }
9359
9360 /*
9361  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
9362  * idle CPU in the HK_FLAG_MISC housekeeping set (if there is one).
9363  */
9364 static void kick_ilb(unsigned int flags)
9365 {
9366         int ilb_cpu;
9367
9368         nohz.next_balance++;
9369
9370         ilb_cpu = find_new_ilb();
9371
9372         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
9373                 return;
9374
9375         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
9376         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
9377                 return;
9378
9379         /*
9380          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
9381          * This way we generate a sched IPI on the target CPU which
9382          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
9383          * will be run before returning from the IPI.
9384          */
9385         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
9386 }
9387
9388 /*
9389  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
9390  * of idle CPUs in the system.
9391  */
9392 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
9393 {
9394         unsigned long now = jiffies;
9395         struct sched_domain_shared *sds;
9396         struct sched_domain *sd;
9397         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
9398         unsigned int flags = 0;
9399
9400         if (unlikely(rq->idle_balance))
9401                 return;
9402
9403         /*
9404          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9405          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9406          */
9407         nohz_balance_exit_idle(rq);
9408
9409         /*
9410          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9411          * balancing.
9412          */
9413         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9414                 return;
9415
9416         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
9417             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9418                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
9419
9420         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9421                 goto out;
9422
9423         if (rq->nr_running >= 2) {
9424                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9425                 goto out;
9426         }
9427
9428         rcu_read_lock();
9429
9430         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9431         if (sd) {
9432                 /*
9433                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
9434                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
9435                  * on.
9436                  */
9437                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9438                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9439                         goto unlock;
9440                 }
9441         }
9442
9443         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
9444         if (sd) {
9445                 /*
9446                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
9447                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
9448                  * around.
9449                  */
9450                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
9451                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
9452                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9453                                 goto unlock;
9454                         }
9455                 }
9456         }
9457
9458         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
9459         if (sd) {
9460                 /*
9461                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
9462                  * to run the misfit task on.
9463                  */
9464                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
9465                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9466                         goto unlock;
9467                 }
9468
9469                 /*
9470                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
9471                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
9472                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
9473                  *
9474                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
9475                  */
9476                 goto unlock;
9477         }
9478
9479         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
9480         if (sds) {
9481                 /*
9482                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
9483                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
9484                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
9485                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
9486                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
9487                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
9488                  * like this LLC domain has tasks we could move.
9489                  */
9490                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
9491                 if (nr_busy > 1) {
9492                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9493                         goto unlock;
9494                 }
9495         }
9496 unlock:
9497         rcu_read_unlock();
9498 out:
9499         if (flags)
9500                 kick_ilb(flags);
9501 }
9502
9503 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
9504 {
9505         struct sched_domain *sd;
9506
9507         rcu_read_lock();
9508         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9509
9510         if (!sd || !sd->nohz_idle)
9511                 goto unlock;
9512         sd->nohz_idle = 0;
9513
9514         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9515 unlock:
9516         rcu_read_unlock();
9517 }
9518
9519 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
9520 {
9521         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
9522
9523         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
9524                 return;
9525
9526         rq->nohz_tick_stopped = 0;
9527         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9528         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
9529
9530         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
9531 }
9532
9533 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
9534 {
9535         struct sched_domain *sd;
9536
9537         rcu_read_lock();
9538         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9539
9540         if (!sd || sd->nohz_idle)
9541                 goto unlock;
9542         sd->nohz_idle = 1;
9543
9544         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9545 unlock:
9546         rcu_read_unlock();
9547 }
9548
9549 /*
9550  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
9551  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
9552  */
9553 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
9554 {
9555         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9556
9557         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
9558
9559         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
9560         if (!cpu_active(cpu))
9561                 return;
9562
9563         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
9564         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
9565                 return;
9566
9567         /*
9568          * Can be set safely without rq->lock held
9569          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
9570          * rq->lock is held during the check and the clear
9571          */
9572         rq->has_blocked_load = 1;
9573
9574         /*
9575          * The tick is still stopped but load could have been added in the
9576          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
9577          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
9578          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
9579          */
9580         if (rq->nohz_tick_stopped)
9581                 goto out;
9582
9583         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
9584         if (on_null_domain(rq))
9585                 return;
9586
9587         rq->nohz_tick_stopped = 1;
9588
9589         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9590         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
9591
9592         /*
9593          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
9594          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
9595          * store.
9596          */
9597         smp_mb__after_atomic();
9598
9599         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
9600
9601 out:
9602         /*
9603          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
9604          * enable the periodic update of the load of idle cpus
9605          */
9606         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9607 }
9608
9609 /*
9610  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
9611  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
9612  * tasks movement depending of flags.
9613  * The function returns false if the loop has stopped before running
9614  * through all idle CPUs.
9615  */
9616 static bool _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
9617                                enum cpu_idle_type idle)
9618 {
9619         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9620         unsigned long now = jiffies;
9621         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
9622         bool has_blocked_load = false;
9623         int update_next_balance = 0;
9624         int this_cpu = this_rq->cpu;
9625         int balance_cpu;
9626         int ret = false;
9627         struct rq *rq;
9628
9629         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
9630
9631         /*
9632          * We assume there will be no idle load after this update and clear
9633          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
9634          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
9635          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
9636          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
9637          * check the load of an idle cpu.
9638          */
9639         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
9640
9641         /*
9642          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
9643          * store from nohz_balance_enter_idle().
9644          */
9645         smp_mb();
9646
9647         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
9648                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
9649                         continue;
9650
9651                 /*
9652                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
9653                  * work being done for other CPUs. Next load
9654                  * balancing owner will pick it up.
9655                  */
9656                 if (need_resched()) {
9657                         has_blocked_load = true;
9658                         goto abort;
9659                 }
9660
9661                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
9662
9663                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq, true);
9664
9665                 /*
9666                  * If time for next balance is due,
9667                  * do the balance.
9668                  */
9669                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
9670                         struct rq_flags rf;
9671
9672                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9673                         update_rq_clock(rq);
9674                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9675
9676                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9677                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
9678                 }
9679
9680                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
9681                         next_balance = rq->next_balance;
9682                         update_next_balance = 1;
9683                 }
9684         }
9685
9686         /* Newly idle CPU doesn't need an update */
9687         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
9688                 update_blocked_averages(this_cpu);
9689                 has_blocked_load |= this_rq->has_blocked_load;
9690         }
9691
9692         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9693                 rebalance_domains(this_rq, CPU_IDLE);
9694
9695         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
9696                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
9697
9698         /* The full idle balance loop has been done */
9699         ret = true;
9700
9701 abort:
9702         /* There is still blocked load, enable periodic update */
9703         if (has_blocked_load)
9704                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9705
9706         /*
9707          * next_balance will be updated only when there is a need.
9708          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
9709          * updated.
9710          */
9711         if (likely(update_next_balance))
9712                 nohz.next_balance = next_balance;
9713
9714         return ret;
9715 }
9716
9717 /*
9718  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
9719  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
9720  */
9721 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9722 {
9723         int this_cpu = this_rq->cpu;
9724         unsigned int flags;
9725
9726         if (!(atomic_read(nohz_flags(this_cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
9727                 return false;
9728
9729         if (idle != CPU_IDLE) {
9730                 atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9731                 return false;
9732         }
9733
9734         /* could be _relaxed() */
9735         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9736         if (!(flags & NOHZ_KICK_MASK))
9737                 return false;
9738
9739         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
9740
9741         return true;
9742 }
9743
9744 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
9745 {
9746         int this_cpu = this_rq->cpu;
9747
9748         /*
9749          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
9750          * housekeeping
9751          */
9752         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
9753                 return;
9754
9755         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
9756         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
9757                 return;
9758
9759         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
9760         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
9761             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9762                 return;
9763
9764         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9765         /*
9766          * This CPU is going to be idle and blocked load of idle CPUs
9767          * need to be updated. Run the ilb locally as it is a good
9768          * candidate for ilb instead of waking up another idle CPU.
9769          * Kick an normal ilb if we failed to do the update.
9770          */
9771         if (!_nohz_idle_balance(this_rq, NOHZ_STATS_KICK, CPU_NEWLY_IDLE))
9772                 kick_ilb(NOHZ_STATS_KICK);
9773         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9774 }
9775
9776 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9777 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
9778
9779 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9780 {
9781         return false;
9782 }
9783
9784 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
9785 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9786
9787 /*
9788  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
9789  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
9790  */
9791 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
9792 {
9793         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
9794         int this_cpu = this_rq->cpu;
9795         struct sched_domain *sd;
9796         int pulled_task = 0;
9797         u64 curr_cost = 0;
9798
9799         /*
9800          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
9801          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
9802          */
9803         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
9804
9805         /*
9806          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
9807          */
9808         if (!cpu_active(this_cpu))
9809                 return 0;
9810
9811         /*
9812          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
9813          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
9814          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
9815          * re-start the picking loop.
9816          */
9817         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
9818
9819         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
9820             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
9821
9822                 rcu_read_lock();
9823                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
9824                 if (sd)
9825                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9826                 rcu_read_unlock();
9827
9828                 nohz_newidle_balance(this_rq);
9829
9830                 goto out;
9831         }
9832
9833         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9834
9835         update_blocked_averages(this_cpu);
9836         rcu_read_lock();
9837         for_each_domain(this_cpu, sd) {
9838                 int continue_balancing = 1;
9839                 u64 t0, domain_cost;
9840
9841                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9842                         continue;
9843
9844                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
9845                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9846                         break;
9847                 }
9848
9849                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
9850                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
9851
9852                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
9853                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
9854                                                    &continue_balancing);
9855
9856                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
9857                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
9858                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
9859
9860                         curr_cost += domain_cost;
9861                 }
9862
9863                 update_next_balance(sd, &next_balance);
9864
9865                 /*
9866                  * Stop searching for tasks to pull if there are
9867                  * now runnable tasks on this rq.
9868                  */
9869                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
9870                         break;
9871         }
9872         rcu_read_unlock();
9873
9874         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9875
9876         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
9877                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
9878
9879 out:
9880         /*
9881          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
9882          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
9883          * pretend we pulled a task.
9884          */
9885         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
9886                 pulled_task = 1;
9887
9888         /* Move the next balance forward */
9889         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
9890                 this_rq->next_balance = next_balance;
9891
9892         /* Is there a task of a high priority class? */
9893         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
9894                 pulled_task = -1;
9895
9896         if (pulled_task)
9897                 this_rq->idle_stamp = 0;
9898
9899         rq_repin_lock(this_rq, rf);
9900
9901         return pulled_task;
9902 }
9903
9904 /*
9905  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
9906  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
9907  */
9908 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
9909 {
9910         struct rq *this_rq = this_rq();
9911         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
9912                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9913
9914         /*
9915          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
9916          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
9917          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
9918          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
9919          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
9920          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9921          */
9922         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
9923                 return;
9924
9925         /* normal load balance */
9926         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
9927         rebalance_domains(this_rq, idle);
9928 }
9929
9930 /*
9931  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9932  */
9933 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9934 {
9935         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9936         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9937                 return;
9938
9939         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
9940                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
9941
9942         nohz_balancer_kick(rq);
9943 }
9944
9945 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9946 {
9947         update_sysctl();
9948
9949         update_runtime_enabled(rq);
9950 }
9951
9952 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9953 {
9954         update_sysctl();
9955
9956         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9957         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9958 }
9959
9960 #endif /* CONFIG_SMP */
9961
9962 /*
9963  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
9964  *
9965  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
9966  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
9967  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
9968  * parameters.
9969  */
9970 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9971 {
9972         struct cfs_rq *cfs_rq;
9973         struct sched_entity *se = &curr->se;
9974
9975         for_each_sched_entity(se) {
9976                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9977                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9978         }
9979
9980         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9981                 task_tick_numa(rq, curr);
9982
9983         update_misfit_status(curr, rq);
9984         update_overutilized_status(task_rq(curr));
9985 }
9986
9987 /*
9988  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9989  *  - child not yet on the tasklist
9990  *  - preemption disabled
9991  */
9992 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
9993 {
9994         struct cfs_rq *cfs_rq;
9995         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
9996         struct rq *rq = this_rq();
9997         struct rq_flags rf;
9998
9999         rq_lock(rq, &rf);
10000         update_rq_clock(rq);
10001
10002         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
10003         curr = cfs_rq->curr;
10004         if (curr) {
10005                 update_curr(cfs_rq);
10006                 se->vruntime = curr->vruntime;
10007         }
10008         place_entity(cfs_rq, se, 1);
10009
10010         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
10011                 /*
10012                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
10013                  * 'current' within the tree based on its new key value.
10014                  */
10015                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
10016                 resched_curr(rq);
10017         }
10018
10019         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10020         rq_unlock(rq, &rf);
10021 }
10022
10023 /*
10024  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
10025  * the current task.
10026  */
10027 static void
10028 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
10029 {
10030         if (!task_on_rq_queued(p))
10031                 return;
10032
10033         /*
10034          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
10035          * our priority decreased, or if we are not currently running on
10036          * this runqueue and our priority is higher than the current's
10037          */
10038         if (rq->curr == p) {
10039                 if (p->prio > oldprio)
10040                         resched_curr(rq);
10041         } else
10042                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
10043 }
10044
10045 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
10046 {
10047         struct sched_entity *se = &p->se;
10048
10049         /*
10050          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
10051          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
10052          * vruntime.
10053          */
10054         if (p->on_rq)
10055                 return true;
10056
10057         /*
10058          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
10059          * But there are some cases where it has already been normalized:
10060          *
10061          * - A forked child which is waiting for being woken up by
10062          *   wake_up_new_task().
10063          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
10064          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
10065          */
10066         if (!se->sum_exec_runtime ||
10067             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
10068                 return true;
10069
10070         return false;
10071 }
10072
10073 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10074 /*
10075  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
10076  * visible to the root
10077  */
10078 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10079 {
10080         struct cfs_rq *cfs_rq;
10081
10082         /* Start to propagate at parent */
10083         se = se->parent;
10084
10085         for_each_sched_entity(se) {
10086                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10087
10088                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
10089                         break;
10090
10091                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
10092         }
10093 }
10094 #else
10095 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
10096 #endif
10097
10098 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10099 {
10100         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10101
10102         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
10103         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10104         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10105         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10106         propagate_entity_cfs_rq(se);
10107 }
10108
10109 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10110 {
10111         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10112
10113 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10114         /*
10115          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
10116          * class maintain depth value), reset depth properly.
10117          */
10118         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10119 #endif
10120
10121         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
10122         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
10123         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10124         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10125         propagate_entity_cfs_rq(se);
10126 }
10127
10128 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10129 {
10130         struct sched_entity *se = &p->se;
10131         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10132
10133         if (!vruntime_normalized(p)) {
10134                 /*
10135                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
10136                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
10137                  */
10138                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
10139                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10140         }
10141
10142         detach_entity_cfs_rq(se);
10143 }
10144
10145 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10146 {
10147         struct sched_entity *se = &p->se;
10148         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10149
10150         attach_entity_cfs_rq(se);
10151
10152         if (!vruntime_normalized(p))
10153                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
10154 }
10155
10156 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10157 {
10158         detach_task_cfs_rq(p);
10159 }
10160
10161 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10162 {
10163         attach_task_cfs_rq(p);
10164
10165         if (task_on_rq_queued(p)) {
10166                 /*
10167                  * We were most likely switched from sched_rt, so
10168                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
10169                  * if we can still preempt the current task.
10170                  */
10171                 if (rq->curr == p)
10172                         resched_curr(rq);
10173                 else
10174                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
10175         }
10176 }
10177
10178 /* Account for a task changing its policy or group.
10179  *
10180  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
10181  * migrates between groups/classes.
10182  */
10183 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
10184 {
10185         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
10186
10187         for_each_sched_entity(se) {
10188                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10189
10190                 set_next_entity(cfs_rq, se);
10191                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
10192                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
10193         }
10194 }
10195
10196 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
10197 {
10198         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
10199         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
10200 #ifndef CONFIG_64BIT
10201         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
10202 #endif
10203 #ifdef CONFIG_SMP
10204         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
10205 #endif
10206 }
10207
10208 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10209 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
10210 {
10211         struct sched_entity *se = &p->se;
10212
10213         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10214         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10215 }
10216
10217 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
10218 {
10219         detach_task_cfs_rq(p);
10220         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10221
10222 #ifdef CONFIG_SMP
10223         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
10224         p->se.avg.last_update_time = 0;
10225 #endif
10226         attach_task_cfs_rq(p);
10227 }
10228
10229 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
10230 {
10231         switch (type) {
10232         case TASK_SET_GROUP:
10233                 task_set_group_fair(p);
10234                 break;
10235
10236         case TASK_MOVE_GROUP:
10237                 task_move_group_fair(p);
10238                 break;
10239         }
10240 }
10241
10242 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10243 {
10244         int i;
10245
10246         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10247
10248         for_each_possible_cpu(i) {
10249                 if (tg->cfs_rq)
10250                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
10251                 if (tg->se)
10252                         kfree(tg->se[i]);
10253         }
10254
10255         kfree(tg->cfs_rq);
10256         kfree(tg->se);
10257 }
10258
10259 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10260 {
10261         struct sched_entity *se;
10262         struct cfs_rq *cfs_rq;
10263         int i;
10264
10265         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
10266         if (!tg->cfs_rq)
10267                 goto err;
10268         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
10269         if (!tg->se)
10270                 goto err;
10271
10272         tg->shares = NICE_0_LOAD;
10273
10274         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10275
10276         for_each_possible_cpu(i) {
10277                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
10278                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10279                 if (!cfs_rq)
10280                         goto err;
10281
10282                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
10283                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10284                 if (!se)
10285                         goto err_free_rq;
10286
10287                 init_cfs_rq(cfs_rq);
10288                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
10289                 init_entity_runnable_average(se);
10290         }
10291
10292         return 1;
10293
10294 err_free_rq:
10295         kfree(cfs_rq);
10296 err:
10297         return 0;
10298 }
10299
10300 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10301 {
10302         struct sched_entity *se;
10303         struct rq *rq;
10304         int i;
10305
10306         for_each_possible_cpu(i) {
10307                 rq = cpu_rq(i);
10308                 se = tg->se[i];
10309
10310                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
10311                 update_rq_clock(rq);
10312                 attach_entity_cfs_rq(se);
10313                 sync_throttle(tg, i);
10314                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
10315         }
10316 }
10317
10318 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10319 {
10320         unsigned long flags;
10321         struct rq *rq;
10322         int cpu;
10323
10324         for_each_possible_cpu(cpu) {
10325                 if (tg->se[cpu])
10326                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
10327
10328                 /*
10329                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
10330                  * check on_list without danger of it being re-added.
10331                  */
10332                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
10333                         continue;
10334
10335                 rq = cpu_rq(cpu);
10336
10337                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
10338                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
10339                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
10340         }
10341 }
10342
10343 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
10344                         struct sched_entity *se, int cpu,
10345                         struct sched_entity *parent)
10346 {
10347         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10348
10349         cfs_rq->tg = tg;
10350         cfs_rq->rq = rq;
10351         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
10352
10353         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
10354         tg->se[cpu] = se;
10355
10356         /* se could be NULL for root_task_group */
10357         if (!se)
10358                 return;
10359
10360         if (!parent) {
10361                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
10362                 se->depth = 0;
10363         } else {
10364                 se->cfs_rq = parent->my_q;
10365                 se->depth = parent->depth + 1;
10366         }
10367
10368         se->my_q = cfs_rq;
10369         /* guarantee group entities always have weight */
10370         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
10371         se->parent = parent;
10372 }
10373
10374 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
10375
10376 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
10377 {
10378         int i;
10379
10380         /*
10381          * We can't change the weight of the root cgroup.
10382          */
10383         if (!tg->se[0])
10384                 return -EINVAL;
10385
10386         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
10387
10388         mutex_lock(&shares_mutex);
10389         if (tg->shares == shares)
10390                 goto done;
10391
10392         tg->shares = shares;
10393         for_each_possible_cpu(i) {
10394                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
10395                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
10396                 struct rq_flags rf;
10397
10398                 /* Propagate contribution to hierarchy */
10399                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10400                 update_rq_clock(rq);
10401                 for_each_sched_entity(se) {
10402                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
10403                         update_cfs_group(se);
10404                 }
10405                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10406         }
10407
10408 done:
10409         mutex_unlock(&shares_mutex);
10410         return 0;
10411 }
10412 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10413
10414 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10415
10416 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10417 {
10418         return 1;
10419 }
10420
10421 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10422
10423 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10424
10425 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10426
10427
10428 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
10429 {
10430         struct sched_entity *se = &task->se;
10431         unsigned int rr_interval = 0;
10432
10433         /*
10434          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
10435          * idle runqueue:
10436          */
10437         if (rq->cfs.load.weight)
10438                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
10439
10440         return rr_interval;
10441 }
10442
10443 /*
10444  * All the scheduling class methods:
10445  */
10446 const struct sched_class fair_sched_class = {
10447         .next                   = &idle_sched_class,
10448         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
10449         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
10450         .yield_task             = yield_task_fair,
10451         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
10452
10453         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
10454
10455         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
10456         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
10457
10458 #ifdef CONFIG_SMP
10459         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
10460         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
10461
10462         .rq_online              = rq_online_fair,
10463         .rq_offline             = rq_offline_fair,
10464
10465         .task_dead              = task_dead_fair,
10466         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
10467 #endif
10468
10469         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
10470         .task_tick              = task_tick_fair,
10471         .task_fork              = task_fork_fair,
10472
10473         .prio_changed           = prio_changed_fair,
10474         .switched_from          = switched_from_fair,
10475         .switched_to            = switched_to_fair,
10476
10477         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
10478
10479         .update_curr            = update_curr_fair,
10480
10481 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10482         .task_change_group      = task_change_group_fair,
10483 #endif
10484
10485 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
10486         .uclamp_enabled         = 1,
10487 #endif
10488 };
10489
10490 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
10491 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
10492 {
10493         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
10494
10495         rcu_read_lock();
10496         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
10497                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
10498         rcu_read_unlock();
10499 }
10500
10501 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10502 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
10503 {
10504         int node;
10505         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
10506         struct numa_group *ng;
10507
10508         rcu_read_lock();
10509         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
10510         for_each_online_node(node) {
10511                 if (p->numa_faults) {
10512                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
10513                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10514                 }
10515                 if (ng) {
10516                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
10517                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10518                 }
10519                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
10520         }
10521         rcu_read_unlock();
10522 }
10523 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10524 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
10525
10526 __init void init_sched_fair_class(void)
10527 {
10528 #ifdef CONFIG_SMP
10529         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
10530
10531 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10532         nohz.next_balance = jiffies;
10533         nohz.next_blocked = jiffies;
10534         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
10535 #endif
10536 #endif /* SMP */
10537
10538 }
10539
10540 /*
10541  * Helper functions to facilitate extracting info from tracepoints.
10542  */
10543
10544 const struct sched_avg *sched_trace_cfs_rq_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
10545 {
10546 #ifdef CONFIG_SMP
10547         return cfs_rq ? &cfs_rq->avg : NULL;
10548 #else
10549         return NULL;
10550 #endif
10551 }
10552 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_avg);
10553
10554 char *sched_trace_cfs_rq_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *str, int len)
10555 {
10556         if (!cfs_rq) {
10557                 if (str)
10558                         strlcpy(str, "(null)", len);
10559                 else
10560                         return NULL;
10561         }
10562
10563         cfs_rq_tg_path(cfs_rq, str, len);
10564         return str;
10565 }
10566 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_path);
10567
10568 int sched_trace_cfs_rq_cpu(struct cfs_rq *cfs_rq)
10569 {
10570         return cfs_rq ? cpu_of(rq_of(cfs_rq)) : -1;
10571 }
10572 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_cpu);
10573
10574 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_rt(struct rq *rq)
10575 {
10576 #ifdef CONFIG_SMP
10577         return rq ? &rq->avg_rt : NULL;
10578 #else
10579         return NULL;
10580 #endif
10581 }
10582 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_rt);
10583
10584 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_dl(struct rq *rq)
10585 {
10586 #ifdef CONFIG_SMP
10587         return rq ? &rq->avg_dl : NULL;
10588 #else
10589         return NULL;
10590 #endif
10591 }
10592 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_dl);
10593
10594 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_irq(struct rq *rq)
10595 {
10596 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ)
10597         return rq ? &rq->avg_irq : NULL;
10598 #else
10599         return NULL;
10600 #endif
10601 }
10602 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_irq);
10603
10604 int sched_trace_rq_cpu(struct rq *rq)
10605 {
10606         return rq ? cpu_of(rq) : -1;
10607 }
10608 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu);
10609
10610 const struct cpumask *sched_trace_rd_span(struct root_domain *rd)
10611 {
10612 #ifdef CONFIG_SMP
10613         return rd ? rd->span : NULL;
10614 #else
10615         return NULL;
10616 #endif
10617 }
10618 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rd_span);