Merge tag 'pstore-v4.21-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kees...
[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
252 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
253 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
254 {
255         return cfs_rq->rq;
256 }
257
258 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
259 {
260         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
261         return container_of(se, struct task_struct, se);
262 }
263
264 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
265 #define for_each_sched_entity(se) \
266                 for (; se; se = se->parent)
267
268 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
269 {
270         return p->se.cfs_rq;
271 }
272
273 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
274 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
275 {
276         return se->cfs_rq;
277 }
278
279 /* runqueue "owned" by this group */
280 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
281 {
282         return grp->my_q;
283 }
284
285 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
286 {
287         if (!cfs_rq->on_list) {
288                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
289                 int cpu = cpu_of(rq);
290                 /*
291                  * Ensure we either appear before our parent (if already
292                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
293                  * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
294                  * reduces this to two cases and a special case for the root
295                  * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
296                  * tmp_alone_branch either when the branch is connected
297                  * to a tree or when we reach the beg of the tree
298                  */
299                 if (cfs_rq->tg->parent &&
300                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
301                         /*
302                          * If parent is already on the list, we add the child
303                          * just before. Thanks to circular linked property of
304                          * the list, this means to put the child at the tail
305                          * of the list that starts by parent.
306                          */
307                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
308                                 &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
309                         /*
310                          * The branch is now connected to its tree so we can
311                          * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
312                          * list.
313                          */
314                         rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
315                 } else if (!cfs_rq->tg->parent) {
316                         /*
317                          * cfs rq without parent should be put
318                          * at the tail of the list.
319                          */
320                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
321                                 &rq->leaf_cfs_rq_list);
322                         /*
323                          * We have reach the beg of a tree so we can reset
324                          * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
325                          */
326                         rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
327                 } else {
328                         /*
329                          * The parent has not already been added so we want to
330                          * make sure that it will be put after us.
331                          * tmp_alone_branch points to the beg of the branch
332                          * where we will add parent.
333                          */
334                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
335                                 rq->tmp_alone_branch);
336                         /*
337                          * update tmp_alone_branch to points to the new beg
338                          * of the branch
339                          */
340                         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
341                 }
342
343                 cfs_rq->on_list = 1;
344         }
345 }
346
347 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
348 {
349         if (cfs_rq->on_list) {
350                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
351                 cfs_rq->on_list = 0;
352         }
353 }
354
355 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
356 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
357         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
358                                  leaf_cfs_rq_list)
359
360 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
361 static inline struct cfs_rq *
362 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
363 {
364         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
365                 return se->cfs_rq;
366
367         return NULL;
368 }
369
370 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
371 {
372         return se->parent;
373 }
374
375 static void
376 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
377 {
378         int se_depth, pse_depth;
379
380         /*
381          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
382          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
383          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
384          * parent.
385          */
386
387         /* First walk up until both entities are at same depth */
388         se_depth = (*se)->depth;
389         pse_depth = (*pse)->depth;
390
391         while (se_depth > pse_depth) {
392                 se_depth--;
393                 *se = parent_entity(*se);
394         }
395
396         while (pse_depth > se_depth) {
397                 pse_depth--;
398                 *pse = parent_entity(*pse);
399         }
400
401         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
402                 *se = parent_entity(*se);
403                 *pse = parent_entity(*pse);
404         }
405 }
406
407 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
408
409 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
410 {
411         return container_of(se, struct task_struct, se);
412 }
413
414 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
415 {
416         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
417 }
418
419
420 #define for_each_sched_entity(se) \
421                 for (; se; se = NULL)
422
423 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
424 {
425         return &task_rq(p)->cfs;
426 }
427
428 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
429 {
430         struct task_struct *p = task_of(se);
431         struct rq *rq = task_rq(p);
432
433         return &rq->cfs;
434 }
435
436 /* runqueue "owned" by this group */
437 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
438 {
439         return NULL;
440 }
441
442 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
443 {
444 }
445
446 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
447 {
448 }
449
450 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
451                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
452
453 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
454 {
455         return NULL;
456 }
457
458 static inline void
459 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
460 {
461 }
462
463 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
464
465 static __always_inline
466 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
467
468 /**************************************************************
469  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
470  */
471
472 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
473 {
474         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
475         if (delta > 0)
476                 max_vruntime = vruntime;
477
478         return max_vruntime;
479 }
480
481 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
482 {
483         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
484         if (delta < 0)
485                 min_vruntime = vruntime;
486
487         return min_vruntime;
488 }
489
490 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
491                                 struct sched_entity *b)
492 {
493         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
494 }
495
496 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
497 {
498         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
499         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
500
501         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
502
503         if (curr) {
504                 if (curr->on_rq)
505                         vruntime = curr->vruntime;
506                 else
507                         curr = NULL;
508         }
509
510         if (leftmost) { /* non-empty tree */
511                 struct sched_entity *se;
512                 se = rb_entry(leftmost, struct sched_entity, run_node);
513
514                 if (!curr)
515                         vruntime = se->vruntime;
516                 else
517                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
518         }
519
520         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
521         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
522 #ifndef CONFIG_64BIT
523         smp_wmb();
524         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
525 #endif
526 }
527
528 /*
529  * Enqueue an entity into the rb-tree:
530  */
531 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
532 {
533         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
534         struct rb_node *parent = NULL;
535         struct sched_entity *entry;
536         bool leftmost = true;
537
538         /*
539          * Find the right place in the rbtree:
540          */
541         while (*link) {
542                 parent = *link;
543                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
544                 /*
545                  * We dont care about collisions. Nodes with
546                  * the same key stay together.
547                  */
548                 if (entity_before(se, entry)) {
549                         link = &parent->rb_left;
550                 } else {
551                         link = &parent->rb_right;
552                         leftmost = false;
553                 }
554         }
555
556         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
557         rb_insert_color_cached(&se->run_node,
558                                &cfs_rq->tasks_timeline, leftmost);
559 }
560
561 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
562 {
563         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
564 }
565
566 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
567 {
568         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
569
570         if (!left)
571                 return NULL;
572
573         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
574 }
575
576 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
577 {
578         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
579
580         if (!next)
581                 return NULL;
582
583         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
584 }
585
586 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
587 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
588 {
589         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
590
591         if (!last)
592                 return NULL;
593
594         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
595 }
596
597 /**************************************************************
598  * Scheduling class statistics methods:
599  */
600
601 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
602                 void __user *buffer, size_t *lenp,
603                 loff_t *ppos)
604 {
605         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
606         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
607
608         if (ret || !write)
609                 return ret;
610
611         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
612                                         sysctl_sched_min_granularity);
613
614 #define WRT_SYSCTL(name) \
615         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
616         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
617         WRT_SYSCTL(sched_latency);
618         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
619 #undef WRT_SYSCTL
620
621         return 0;
622 }
623 #endif
624
625 /*
626  * delta /= w
627  */
628 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
629 {
630         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
631                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
632
633         return delta;
634 }
635
636 /*
637  * The idea is to set a period in which each task runs once.
638  *
639  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
640  * this period because otherwise the slices get too small.
641  *
642  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
643  */
644 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
645 {
646         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
647                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
648         else
649                 return sysctl_sched_latency;
650 }
651
652 /*
653  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
654  * proportional to the weight.
655  *
656  * s = p*P[w/rw]
657  */
658 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
659 {
660         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
661
662         for_each_sched_entity(se) {
663                 struct load_weight *load;
664                 struct load_weight lw;
665
666                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
667                 load = &cfs_rq->load;
668
669                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
670                         lw = cfs_rq->load;
671
672                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
673                         load = &lw;
674                 }
675                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
676         }
677         return slice;
678 }
679
680 /*
681  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
682  *
683  * vs = s/w
684  */
685 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
686 {
687         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
688 }
689
690 #ifdef CONFIG_SMP
691 #include "pelt.h"
692 #include "sched-pelt.h"
693
694 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
695 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
696 static unsigned long capacity_of(int cpu);
697
698 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
699 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
700 {
701         struct sched_avg *sa = &se->avg;
702
703         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
704
705         /*
706          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
707          * they get a chance to stabilize to their real load level.
708          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
709          * nothing has been attached to the task group yet.
710          */
711         if (entity_is_task(se))
712                 sa->runnable_load_avg = sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
713
714         se->runnable_weight = se->load.weight;
715
716         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
717 }
718
719 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
720 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
721
722 /*
723  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
724  * based on the cfs_rq's current util_avg:
725  *
726  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
727  *
728  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
729  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
730  * as when the series is a harmonic series.
731  *
732  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
733  * only 1/2 of the left utilization budget:
734  *
735  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
736  *
737  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
738  *
739  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
740  * the beginning would be like:
741  *
742  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
743  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
744  *
745  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
746  * if util_avg > util_avg_cap.
747  */
748 void post_init_entity_util_avg(struct sched_entity *se)
749 {
750         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
751         struct sched_avg *sa = &se->avg;
752         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
753         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
754
755         if (cap > 0) {
756                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
757                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
758                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
759
760                         if (sa->util_avg > cap)
761                                 sa->util_avg = cap;
762                 } else {
763                         sa->util_avg = cap;
764                 }
765         }
766
767         if (entity_is_task(se)) {
768                 struct task_struct *p = task_of(se);
769                 if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
770                         /*
771                          * For !fair tasks do:
772                          *
773                         update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
774                         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
775                         switched_from_fair(rq, p);
776                          *
777                          * such that the next switched_to_fair() has the
778                          * expected state.
779                          */
780                         se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
781                         return;
782                 }
783         }
784
785         attach_entity_cfs_rq(se);
786 }
787
788 #else /* !CONFIG_SMP */
789 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
790 {
791 }
792 void post_init_entity_util_avg(struct sched_entity *se)
793 {
794 }
795 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
796 {
797 }
798 #endif /* CONFIG_SMP */
799
800 /*
801  * Update the current task's runtime statistics.
802  */
803 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
804 {
805         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
806         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
807         u64 delta_exec;
808
809         if (unlikely(!curr))
810                 return;
811
812         delta_exec = now - curr->exec_start;
813         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
814                 return;
815
816         curr->exec_start = now;
817
818         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
819                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
820
821         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
822         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
823
824         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
825         update_min_vruntime(cfs_rq);
826
827         if (entity_is_task(curr)) {
828                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
829
830                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
831                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
832                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
833         }
834
835         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
836 }
837
838 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
839 {
840         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
841 }
842
843 static inline void
844 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
845 {
846         u64 wait_start, prev_wait_start;
847
848         if (!schedstat_enabled())
849                 return;
850
851         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
852         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
853
854         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
855             likely(wait_start > prev_wait_start))
856                 wait_start -= prev_wait_start;
857
858         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
859 }
860
861 static inline void
862 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
863 {
864         struct task_struct *p;
865         u64 delta;
866
867         if (!schedstat_enabled())
868                 return;
869
870         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
871
872         if (entity_is_task(se)) {
873                 p = task_of(se);
874                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
875                         /*
876                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
877                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
878                          * prior to migration.
879                          */
880                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
881                         return;
882                 }
883                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
884         }
885
886         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
887                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
888         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
889         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
890         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
891 }
892
893 static inline void
894 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
895 {
896         struct task_struct *tsk = NULL;
897         u64 sleep_start, block_start;
898
899         if (!schedstat_enabled())
900                 return;
901
902         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
903         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
904
905         if (entity_is_task(se))
906                 tsk = task_of(se);
907
908         if (sleep_start) {
909                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
910
911                 if ((s64)delta < 0)
912                         delta = 0;
913
914                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
915                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
916
917                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
918                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
919
920                 if (tsk) {
921                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
922                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
923                 }
924         }
925         if (block_start) {
926                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
927
928                 if ((s64)delta < 0)
929                         delta = 0;
930
931                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
932                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
933
934                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
935                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
936
937                 if (tsk) {
938                         if (tsk->in_iowait) {
939                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
940                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
941                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
942                         }
943
944                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
945
946                         /*
947                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
948                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
949                          * amount of time that the task spent sleeping:
950                          */
951                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
952                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
953                                                 (void *)get_wchan(tsk),
954                                                 delta >> 20);
955                         }
956                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
957                 }
958         }
959 }
960
961 /*
962  * Task is being enqueued - update stats:
963  */
964 static inline void
965 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
966 {
967         if (!schedstat_enabled())
968                 return;
969
970         /*
971          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
972          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
973          */
974         if (se != cfs_rq->curr)
975                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
976
977         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
978                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
979 }
980
981 static inline void
982 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
983 {
984
985         if (!schedstat_enabled())
986                 return;
987
988         /*
989          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
990          * waiting task:
991          */
992         if (se != cfs_rq->curr)
993                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
994
995         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
996                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
997
998                 if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
999                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
1000                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1001                 if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1002                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1003                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1004         }
1005 }
1006
1007 /*
1008  * We are picking a new current task - update its stats:
1009  */
1010 static inline void
1011 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1012 {
1013         /*
1014          * We are starting a new run period:
1015          */
1016         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1017 }
1018
1019 /**************************************************
1020  * Scheduling class queueing methods:
1021  */
1022
1023 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1024 /*
1025  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1026  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1027  * numa_balancing_scan_size.
1028  */
1029 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1030 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1031
1032 /* Portion of address space to scan in MB */
1033 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1034
1035 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1036 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1037
1038 struct numa_group {
1039         atomic_t refcount;
1040
1041         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1042         int nr_tasks;
1043         pid_t gid;
1044         int active_nodes;
1045
1046         struct rcu_head rcu;
1047         unsigned long total_faults;
1048         unsigned long max_faults_cpu;
1049         /*
1050          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1051          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1052          * more by CPU use than by memory faults.
1053          */
1054         unsigned long *faults_cpu;
1055         unsigned long faults[0];
1056 };
1057
1058 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1059 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1060
1061 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1062 {
1063         unsigned long rss = 0;
1064         unsigned long nr_scan_pages;
1065
1066         /*
1067          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1068          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1069          * on resident pages
1070          */
1071         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1072         rss = get_mm_rss(p->mm);
1073         if (!rss)
1074                 rss = nr_scan_pages;
1075
1076         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1077         return rss / nr_scan_pages;
1078 }
1079
1080 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1081 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1082
1083 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1084 {
1085         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1086         unsigned int scan, floor;
1087         unsigned int windows = 1;
1088
1089         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1090                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1091         floor = 1000 / windows;
1092
1093         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1094         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1095 }
1096
1097 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1098 {
1099         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1100         unsigned long period = smin;
1101
1102         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1103         if (p->numa_group) {
1104                 struct numa_group *ng = p->numa_group;
1105                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1106                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1107
1108                 period *= atomic_read(&ng->refcount);
1109                 period *= shared + 1;
1110                 period /= private + shared + 1;
1111         }
1112
1113         return max(smin, period);
1114 }
1115
1116 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1117 {
1118         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1119         unsigned long smax;
1120
1121         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1122         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1123
1124         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1125         if (p->numa_group) {
1126                 struct numa_group *ng = p->numa_group;
1127                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1128                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1129                 unsigned long period = smax;
1130
1131                 period *= atomic_read(&ng->refcount);
1132                 period *= shared + 1;
1133                 period /= private + shared + 1;
1134
1135                 smax = max(smax, period);
1136         }
1137
1138         return max(smin, smax);
1139 }
1140
1141 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
1142 {
1143         int mm_users = 0;
1144         struct mm_struct *mm = p->mm;
1145
1146         if (mm) {
1147                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
1148                 if (mm_users == 1) {
1149                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1150                         mm->numa_scan_seq = 0;
1151                 }
1152         }
1153         p->node_stamp                   = 0;
1154         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
1155         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1156         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
1157         p->numa_faults                  = NULL;
1158         p->numa_group                   = NULL;
1159         p->last_task_numa_placement     = 0;
1160         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
1161
1162         /* New address space, reset the preferred nid */
1163         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
1164                 p->numa_preferred_nid = -1;
1165                 return;
1166         }
1167
1168         /*
1169          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
1170          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
1171          */
1172         if (mm) {
1173                 unsigned int delay;
1174
1175                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
1176                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
1177                 delay += 2 * TICK_NSEC;
1178                 p->node_stamp = delay;
1179         }
1180 }
1181
1182 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1183 {
1184         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
1185         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1186 }
1187
1188 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1189 {
1190         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
1191         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1192 }
1193
1194 /* Shared or private faults. */
1195 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1196
1197 /* Memory and CPU locality */
1198 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1199
1200 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1201 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1202
1203 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1204 {
1205         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
1206 }
1207
1208 /*
1209  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1210  * occupy the first half of the array. The second half of the
1211  * array is for current counters, which are averaged into the
1212  * first set by task_numa_placement.
1213  */
1214 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1215 {
1216         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1217 }
1218
1219 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1220 {
1221         if (!p->numa_faults)
1222                 return 0;
1223
1224         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1225                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1226 }
1227
1228 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1229 {
1230         if (!p->numa_group)
1231                 return 0;
1232
1233         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1234                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1235 }
1236
1237 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1238 {
1239         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1240                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1241 }
1242
1243 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1244 {
1245         unsigned long faults = 0;
1246         int node;
1247
1248         for_each_online_node(node) {
1249                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1250         }
1251
1252         return faults;
1253 }
1254
1255 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1256 {
1257         unsigned long faults = 0;
1258         int node;
1259
1260         for_each_online_node(node) {
1261                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1262         }
1263
1264         return faults;
1265 }
1266
1267 /*
1268  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1269  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1270  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1271  */
1272 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1273
1274 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1275 {
1276         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1277 }
1278
1279 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1280 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1281                                         int maxdist, bool task)
1282 {
1283         unsigned long score = 0;
1284         int node;
1285
1286         /*
1287          * All nodes are directly connected, and the same distance
1288          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1289          */
1290         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1291                 return 0;
1292
1293         /*
1294          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1295          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1296          */
1297         for_each_online_node(node) {
1298                 unsigned long faults;
1299                 int dist = node_distance(nid, node);
1300
1301                 /*
1302                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1303                  * for placement; nid was already counted.
1304                  */
1305                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1306                         continue;
1307
1308                 /*
1309                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1310                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1311                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1312                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1313                  * of each group. Skip other nodes.
1314                  */
1315                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1316                                         dist >= maxdist)
1317                         continue;
1318
1319                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1320                 if (task)
1321                         faults = task_faults(p, node);
1322                 else
1323                         faults = group_faults(p, node);
1324
1325                 /*
1326                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1327                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1328                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1329                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1330                  * The further away a node is, the less the faults count.
1331                  * This seems to result in good task placement.
1332                  */
1333                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1334                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1335                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1336                 }
1337
1338                 score += faults;
1339         }
1340
1341         return score;
1342 }
1343
1344 /*
1345  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1346  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1347  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1348  * evenly spread out between numa nodes.
1349  */
1350 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1351                                         int dist)
1352 {
1353         unsigned long faults, total_faults;
1354
1355         if (!p->numa_faults)
1356                 return 0;
1357
1358         total_faults = p->total_numa_faults;
1359
1360         if (!total_faults)
1361                 return 0;
1362
1363         faults = task_faults(p, nid);
1364         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1365
1366         return 1000 * faults / total_faults;
1367 }
1368
1369 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1370                                          int dist)
1371 {
1372         unsigned long faults, total_faults;
1373
1374         if (!p->numa_group)
1375                 return 0;
1376
1377         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1378
1379         if (!total_faults)
1380                 return 0;
1381
1382         faults = group_faults(p, nid);
1383         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1384
1385         return 1000 * faults / total_faults;
1386 }
1387
1388 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1389                                 int src_nid, int dst_cpu)
1390 {
1391         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1392         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1393         int last_cpupid, this_cpupid;
1394
1395         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1396         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1397
1398         /*
1399          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1400          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1401          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1402          * executed below.
1403          */
1404         if ((p->numa_preferred_nid == -1 || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1405             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1406                 return true;
1407
1408         /*
1409          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1410          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1411          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1412          *
1413          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1414          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1415          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1416          *
1417          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1418          * same result twice in a row, given these samples are fully
1419          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1420          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1421          *
1422          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1423          * act on an unlikely task<->page relation.
1424          */
1425         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1426                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1427                 return false;
1428
1429         /* Always allow migrate on private faults */
1430         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1431                 return true;
1432
1433         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1434         if (!ng)
1435                 return true;
1436
1437         /*
1438          * Destination node is much more heavily used than the source
1439          * node? Allow migration.
1440          */
1441         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1442                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1443                 return true;
1444
1445         /*
1446          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1447          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1448          *
1449          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1450          * --------------- * - > ---------------
1451          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1452          */
1453         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1454                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1455 }
1456
1457 static unsigned long weighted_cpuload(struct rq *rq);
1458 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1459 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1460
1461 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1462 struct numa_stats {
1463         unsigned long load;
1464
1465         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1466         unsigned long compute_capacity;
1467 };
1468
1469 /*
1470  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1471  */
1472 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1473 {
1474         int cpu;
1475
1476         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1477         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1478                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1479
1480                 ns->load += weighted_cpuload(rq);
1481                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1482         }
1483
1484 }
1485
1486 struct task_numa_env {
1487         struct task_struct *p;
1488
1489         int src_cpu, src_nid;
1490         int dst_cpu, dst_nid;
1491
1492         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1493
1494         int imbalance_pct;
1495         int dist;
1496
1497         struct task_struct *best_task;
1498         long best_imp;
1499         int best_cpu;
1500 };
1501
1502 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1503                              struct task_struct *p, long imp)
1504 {
1505         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1506
1507         /* Bail out if run-queue part of active NUMA balance. */
1508         if (xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1509                 return;
1510
1511         /*
1512          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1513          * found a better CPU to move/swap.
1514          */
1515         if (env->best_cpu != -1) {
1516                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1517                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1518         }
1519
1520         if (env->best_task)
1521                 put_task_struct(env->best_task);
1522         if (p)
1523                 get_task_struct(p);
1524
1525         env->best_task = p;
1526         env->best_imp = imp;
1527         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1528 }
1529
1530 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1531                                 struct task_numa_env *env)
1532 {
1533         long imb, old_imb;
1534         long orig_src_load, orig_dst_load;
1535         long src_capacity, dst_capacity;
1536
1537         /*
1538          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1539          *
1540          * src_load        dst_load
1541          * ------------ vs ---------
1542          * src_capacity    dst_capacity
1543          */
1544         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1545         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1546
1547         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1548
1549         orig_src_load = env->src_stats.load;
1550         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1551
1552         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1553
1554         /* Would this change make things worse? */
1555         return (imb > old_imb);
1556 }
1557
1558 /*
1559  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1560  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1561  * Used to deter task migration.
1562  */
1563 #define SMALLIMP        30
1564
1565 /*
1566  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1567  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1568  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1569  * be exchanged with the source task
1570  */
1571 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1572                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1573 {
1574         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1575         struct task_struct *cur;
1576         long src_load, dst_load;
1577         long load;
1578         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1579         long moveimp = imp;
1580         int dist = env->dist;
1581
1582         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1583                 return;
1584
1585         rcu_read_lock();
1586         cur = task_rcu_dereference(&dst_rq->curr);
1587         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1588                 cur = NULL;
1589
1590         /*
1591          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1592          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1593          */
1594         if (cur == env->p)
1595                 goto unlock;
1596
1597         if (!cur) {
1598                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1599                         goto assign;
1600                 else
1601                         goto unlock;
1602         }
1603
1604         /*
1605          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1606          * source and destination node. Calculate the total differential for
1607          * the source task and potential destination task. The more negative
1608          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1609          * be incurred if the tasks were swapped.
1610          */
1611         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1612         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, &cur->cpus_allowed))
1613                 goto unlock;
1614
1615         /*
1616          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1617          * in any group then look only at task weights.
1618          */
1619         if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1620                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1621                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1622                 /*
1623                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1624                  * tasks within a group over tiny differences.
1625                  */
1626                 if (cur->numa_group)
1627                         imp -= imp / 16;
1628         } else {
1629                 /*
1630                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1631                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1632                  */
1633                 if (cur->numa_group && env->p->numa_group)
1634                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1635                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1636                 else
1637                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1638                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1639         }
1640
1641         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1642                 imp = moveimp;
1643                 cur = NULL;
1644                 goto assign;
1645         }
1646
1647         /*
1648          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1649          * task migration might only result in ping pong
1650          * of tasks and also hurt performance due to cache
1651          * misses.
1652          */
1653         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1654                 goto unlock;
1655
1656         /*
1657          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1658          */
1659         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1660         if (!load)
1661                 goto assign;
1662
1663         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1664         src_load = env->src_stats.load - load;
1665
1666         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1667                 goto unlock;
1668
1669 assign:
1670         /*
1671          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1672          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1673          */
1674         if (!cur) {
1675                 /*
1676                  * select_idle_siblings() uses an per-CPU cpumask that
1677                  * can be used from IRQ context.
1678                  */
1679                 local_irq_disable();
1680                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1681                                                    env->dst_cpu);
1682                 local_irq_enable();
1683         }
1684
1685         task_numa_assign(env, cur, imp);
1686 unlock:
1687         rcu_read_unlock();
1688 }
1689
1690 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1691                                 long taskimp, long groupimp)
1692 {
1693         long src_load, dst_load, load;
1694         bool maymove = false;
1695         int cpu;
1696
1697         load = task_h_load(env->p);
1698         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1699         src_load = env->src_stats.load - load;
1700
1701         /*
1702          * If the improvement from just moving env->p direction is better
1703          * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1704          */
1705         maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1706
1707         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1708                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1709                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &env->p->cpus_allowed))
1710                         continue;
1711
1712                 env->dst_cpu = cpu;
1713                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove);
1714         }
1715 }
1716
1717 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1718 {
1719         struct task_numa_env env = {
1720                 .p = p,
1721
1722                 .src_cpu = task_cpu(p),
1723                 .src_nid = task_node(p),
1724
1725                 .imbalance_pct = 112,
1726
1727                 .best_task = NULL,
1728                 .best_imp = 0,
1729                 .best_cpu = -1,
1730         };
1731         struct sched_domain *sd;
1732         struct rq *best_rq;
1733         unsigned long taskweight, groupweight;
1734         int nid, ret, dist;
1735         long taskimp, groupimp;
1736
1737         /*
1738          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1739          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1740          *
1741          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1742          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1743          * to satisfy here.
1744          */
1745         rcu_read_lock();
1746         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1747         if (sd)
1748                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1749         rcu_read_unlock();
1750
1751         /*
1752          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1753          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1754          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1755          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1756          */
1757         if (unlikely(!sd)) {
1758                 sched_setnuma(p, task_node(p));
1759                 return -EINVAL;
1760         }
1761
1762         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1763         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1764         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1765         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1766         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1767         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1768         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1769         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1770
1771         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1772         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1773
1774         /*
1775          * Look at other nodes in these cases:
1776          * - there is no space available on the preferred_nid
1777          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1778          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1779          *   we need to check other locations.
1780          */
1781         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group && p->numa_group->active_nodes > 1)) {
1782                 for_each_online_node(nid) {
1783                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1784                                 continue;
1785
1786                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1787                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1788                                                 dist != env.dist) {
1789                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1790                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1791                         }
1792
1793                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1794                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1795                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1796                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1797                                 continue;
1798
1799                         env.dist = dist;
1800                         env.dst_nid = nid;
1801                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1802                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1803                 }
1804         }
1805
1806         /*
1807          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1808          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1809          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1810          * settle down.
1811          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1812          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1813          */
1814         if (p->numa_group) {
1815                 if (env.best_cpu == -1)
1816                         nid = env.src_nid;
1817                 else
1818                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
1819
1820                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
1821                         sched_setnuma(p, nid);
1822         }
1823
1824         /* No better CPU than the current one was found. */
1825         if (env.best_cpu == -1)
1826                 return -EAGAIN;
1827
1828         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
1829         if (env.best_task == NULL) {
1830                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1831                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1832                 if (ret != 0)
1833                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1834                 return ret;
1835         }
1836
1837         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
1838         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1839
1840         if (ret != 0)
1841                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1842         put_task_struct(env.best_task);
1843         return ret;
1844 }
1845
1846 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1847 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1848 {
1849         unsigned long interval = HZ;
1850
1851         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1852         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1853                 return;
1854
1855         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1856         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1857         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1858
1859         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1860         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1861                 return;
1862
1863         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1864         task_numa_migrate(p);
1865 }
1866
1867 /*
1868  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
1869  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1870  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1871  * located.
1872  */
1873 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
1874 {
1875         unsigned long faults, max_faults = 0;
1876         int nid, active_nodes = 0;
1877
1878         for_each_online_node(nid) {
1879                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1880                 if (faults > max_faults)
1881                         max_faults = faults;
1882         }
1883
1884         for_each_online_node(nid) {
1885                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1886                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
1887                         active_nodes++;
1888         }
1889
1890         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
1891         numa_group->active_nodes = active_nodes;
1892 }
1893
1894 /*
1895  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1896  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1897  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1898  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1899  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1900  */
1901 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1902 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1903
1904 /*
1905  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1906  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1907  * the page accesses are shared with other processes.
1908  * Otherwise, decrease the scan period.
1909  */
1910 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1911                         unsigned long shared, unsigned long private)
1912 {
1913         unsigned int period_slot;
1914         int lr_ratio, ps_ratio;
1915         int diff;
1916
1917         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1918         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1919
1920         /*
1921          * If there were no record hinting faults then either the task is
1922          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1923          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1924          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1925          * node is overloaded. In either case, scan slower
1926          */
1927         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1928                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1929                         p->numa_scan_period << 1);
1930
1931                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1932                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1933
1934                 return;
1935         }
1936
1937         /*
1938          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1939          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1940          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1941          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1942          */
1943         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1944         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1945         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
1946
1947         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1948                 /*
1949                  * Most memory accesses are local. There is no need to
1950                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
1951                  */
1952                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1953                 if (!slot)
1954                         slot = 1;
1955                 diff = slot * period_slot;
1956         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1957                 /*
1958                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
1959                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
1960                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
1961                  */
1962                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1963                 if (!slot)
1964                         slot = 1;
1965                 diff = slot * period_slot;
1966         } else {
1967                 /*
1968                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
1969                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
1970                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
1971                  */
1972                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
1973                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1974         }
1975
1976         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1977                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1978         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1979 }
1980
1981 /*
1982  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1983  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1984  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1985  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1986  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1987  */
1988 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1989 {
1990         u64 runtime, delta, now;
1991         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1992         now = p->se.exec_start;
1993         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1994
1995         if (p->last_task_numa_placement) {
1996                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1997                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1998         } else {
1999                 delta = p->se.avg.load_sum;
2000                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2001         }
2002
2003         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2004         p->last_task_numa_placement = now;
2005
2006         return delta;
2007 }
2008
2009 /*
2010  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2011  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2012  * otherwise workloads might not converge.
2013  */
2014 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2015 {
2016         nodemask_t nodes;
2017         int dist;
2018
2019         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2020         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2021                 return nid;
2022
2023         /*
2024          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2025          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2026          * both the node itself, and on nearby nodes.
2027          */
2028         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2029                 unsigned long score, max_score = 0;
2030                 int node, max_node = nid;
2031
2032                 dist = sched_max_numa_distance;
2033
2034                 for_each_online_node(node) {
2035                         score = group_weight(p, node, dist);
2036                         if (score > max_score) {
2037                                 max_score = score;
2038                                 max_node = node;
2039                         }
2040                 }
2041                 return max_node;
2042         }
2043
2044         /*
2045          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2046          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2047          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2048          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2049          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2050          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2051          * keep the complexity of the search down.
2052          */
2053         nodes = node_online_map;
2054         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2055                 unsigned long max_faults = 0;
2056                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2057                 int a, b;
2058
2059                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2060                 if (!find_numa_distance(dist))
2061                         continue;
2062
2063                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2064                         unsigned long faults = 0;
2065                         nodemask_t this_group;
2066                         nodes_clear(this_group);
2067
2068                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2069                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2070                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2071                                         faults += group_faults(p, b);
2072                                         node_set(b, this_group);
2073                                         node_clear(b, nodes);
2074                                 }
2075                         }
2076
2077                         /* Remember the top group. */
2078                         if (faults > max_faults) {
2079                                 max_faults = faults;
2080                                 max_group = this_group;
2081                                 /*
2082                                  * subtle: at the smallest distance there is
2083                                  * just one node left in each "group", the
2084                                  * winner is the preferred nid.
2085                                  */
2086                                 nid = a;
2087                         }
2088                 }
2089                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2090                 if (!max_faults)
2091                         break;
2092                 nodes = max_group;
2093         }
2094         return nid;
2095 }
2096
2097 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2098 {
2099         int seq, nid, max_nid = -1;
2100         unsigned long max_faults = 0;
2101         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2102         unsigned long total_faults;
2103         u64 runtime, period;
2104         spinlock_t *group_lock = NULL;
2105
2106         /*
2107          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2108          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2109          * that the field is read in a single access:
2110          */
2111         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2112         if (p->numa_scan_seq == seq)
2113                 return;
2114         p->numa_scan_seq = seq;
2115         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2116
2117         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2118                        p->numa_faults_locality[1];
2119         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2120
2121         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2122         if (p->numa_group) {
2123                 group_lock = &p->numa_group->lock;
2124                 spin_lock_irq(group_lock);
2125         }
2126
2127         /* Find the node with the highest number of faults */
2128         for_each_online_node(nid) {
2129                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2130                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2131                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2132                 int priv;
2133
2134                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2135                         long diff, f_diff, f_weight;
2136
2137                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2138                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2139                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2140                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2141
2142                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2143                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2144                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2145                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2146
2147                         /*
2148                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2149                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2150                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2151                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2152                          * faults are less important.
2153                          */
2154                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2155                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2156                                    (total_faults + 1);
2157                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2158                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2159
2160                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2161                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2162                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2163                         p->total_numa_faults += diff;
2164                         if (p->numa_group) {
2165                                 /*
2166                                  * safe because we can only change our own group
2167                                  *
2168                                  * mem_idx represents the offset for a given
2169                                  * nid and priv in a specific region because it
2170                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2171                                  */
2172                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
2173                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2174                                 p->numa_group->total_faults += diff;
2175                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
2176                         }
2177                 }
2178
2179                 if (!p->numa_group) {
2180                         if (faults > max_faults) {
2181                                 max_faults = faults;
2182                                 max_nid = nid;
2183                         }
2184                 } else if (group_faults > max_faults) {
2185                         max_faults = group_faults;
2186                         max_nid = nid;
2187                 }
2188         }
2189
2190         if (p->numa_group) {
2191                 numa_group_count_active_nodes(p->numa_group);
2192                 spin_unlock_irq(group_lock);
2193                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2194         }
2195
2196         if (max_faults) {
2197                 /* Set the new preferred node */
2198                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2199                         sched_setnuma(p, max_nid);
2200         }
2201
2202         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2203 }
2204
2205 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2206 {
2207         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
2208 }
2209
2210 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2211 {
2212         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
2213                 kfree_rcu(grp, rcu);
2214 }
2215
2216 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2217                         int *priv)
2218 {
2219         struct numa_group *grp, *my_grp;
2220         struct task_struct *tsk;
2221         bool join = false;
2222         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2223         int i;
2224
2225         if (unlikely(!p->numa_group)) {
2226                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2227                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2228
2229                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2230                 if (!grp)
2231                         return;
2232
2233                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
2234                 grp->active_nodes = 1;
2235                 grp->max_faults_cpu = 0;
2236                 spin_lock_init(&grp->lock);
2237                 grp->gid = p->pid;
2238                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2239                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2240                                                 nr_node_ids;
2241
2242                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2243                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2244
2245                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2246
2247                 grp->nr_tasks++;
2248                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2249         }
2250
2251         rcu_read_lock();
2252         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2253
2254         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2255                 goto no_join;
2256
2257         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2258         if (!grp)
2259                 goto no_join;
2260
2261         my_grp = p->numa_group;
2262         if (grp == my_grp)
2263                 goto no_join;
2264
2265         /*
2266          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2267          * the other task will join us.
2268          */
2269         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2270                 goto no_join;
2271
2272         /*
2273          * Tie-break on the grp address.
2274          */
2275         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2276                 goto no_join;
2277
2278         /* Always join threads in the same process. */
2279         if (tsk->mm == current->mm)
2280                 join = true;
2281
2282         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2283         if (flags & TNF_SHARED)
2284                 join = true;
2285
2286         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2287         *priv = !join;
2288
2289         if (join && !get_numa_group(grp))
2290                 goto no_join;
2291
2292         rcu_read_unlock();
2293
2294         if (!join)
2295                 return;
2296
2297         BUG_ON(irqs_disabled());
2298         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2299
2300         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2301                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2302                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2303         }
2304         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2305         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2306
2307         my_grp->nr_tasks--;
2308         grp->nr_tasks++;
2309
2310         spin_unlock(&my_grp->lock);
2311         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2312
2313         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2314
2315         put_numa_group(my_grp);
2316         return;
2317
2318 no_join:
2319         rcu_read_unlock();
2320         return;
2321 }
2322
2323 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2324 {
2325         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2326         void *numa_faults = p->numa_faults;
2327         unsigned long flags;
2328         int i;
2329
2330         if (grp) {
2331                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2332                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2333                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2334                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2335
2336                 grp->nr_tasks--;
2337                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2338                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2339                 put_numa_group(grp);
2340         }
2341
2342         p->numa_faults = NULL;
2343         kfree(numa_faults);
2344 }
2345
2346 /*
2347  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2348  */
2349 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2350 {
2351         struct task_struct *p = current;
2352         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2353         int cpu_node = task_node(current);
2354         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2355         struct numa_group *ng;
2356         int priv;
2357
2358         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2359                 return;
2360
2361         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2362         if (!p->mm)
2363                 return;
2364
2365         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2366         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2367                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2368                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2369
2370                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2371                 if (!p->numa_faults)
2372                         return;
2373
2374                 p->total_numa_faults = 0;
2375                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2376         }
2377
2378         /*
2379          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2380          * to be private if the accessing pid has not changed
2381          */
2382         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2383                 priv = 1;
2384         } else {
2385                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2386                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2387                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2388         }
2389
2390         /*
2391          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2392          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2393          * actively using should be counted as local. This allows the
2394          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2395          */
2396         ng = p->numa_group;
2397         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2398                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2399                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2400                 local = 1;
2401
2402         /*
2403          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2404          * previously failed, or the scheduler moved us.
2405          */
2406         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2407                 task_numa_placement(p);
2408                 numa_migrate_preferred(p);
2409         }
2410
2411         if (migrated)
2412                 p->numa_pages_migrated += pages;
2413         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2414                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2415
2416         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2417         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2418         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2419 }
2420
2421 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2422 {
2423         /*
2424          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2425          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2426          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2427          * much of an issue though, since this is just used for
2428          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2429          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2430          */
2431         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2432         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2433 }
2434
2435 /*
2436  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2437  * Triggered from task_tick_numa().
2438  */
2439 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2440 {
2441         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2442         struct task_struct *p = current;
2443         struct mm_struct *mm = p->mm;
2444         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2445         struct vm_area_struct *vma;
2446         unsigned long start, end;
2447         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2448         long pages, virtpages;
2449
2450         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2451
2452         work->next = work; /* protect against double add */
2453         /*
2454          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2455          *
2456          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2457          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2458          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2459          * work.
2460          */
2461         if (p->flags & PF_EXITING)
2462                 return;
2463
2464         if (!mm->numa_next_scan) {
2465                 mm->numa_next_scan = now +
2466                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2467         }
2468
2469         /*
2470          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2471          */
2472         migrate = mm->numa_next_scan;
2473         if (time_before(now, migrate))
2474                 return;
2475
2476         if (p->numa_scan_period == 0) {
2477                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2478                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2479         }
2480
2481         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2482         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2483                 return;
2484
2485         /*
2486          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2487          * the next time around.
2488          */
2489         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2490
2491         start = mm->numa_scan_offset;
2492         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2493         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2494         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2495         if (!pages)
2496                 return;
2497
2498
2499         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))
2500                 return;
2501         vma = find_vma(mm, start);
2502         if (!vma) {
2503                 reset_ptenuma_scan(p);
2504                 start = 0;
2505                 vma = mm->mmap;
2506         }
2507         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2508                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2509                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2510                         continue;
2511                 }
2512
2513                 /*
2514                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2515                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2516                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2517                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2518                  */
2519                 if (!vma->vm_mm ||
2520                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2521                         continue;
2522
2523                 /*
2524                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2525                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2526                  */
2527                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2528                         continue;
2529
2530                 do {
2531                         start = max(start, vma->vm_start);
2532                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2533                         end = min(end, vma->vm_end);
2534                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2535
2536                         /*
2537                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2538                          * hpages that have at least one present PTE that
2539                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2540                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2541                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2542                          * areas faster.
2543                          */
2544                         if (nr_pte_updates)
2545                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2546                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2547
2548                         start = end;
2549                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2550                                 goto out;
2551
2552                         cond_resched();
2553                 } while (end != vma->vm_end);
2554         }
2555
2556 out:
2557         /*
2558          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2559          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2560          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2561          * scanner to the start so check it now.
2562          */
2563         if (vma)
2564                 mm->numa_scan_offset = start;
2565         else
2566                 reset_ptenuma_scan(p);
2567         up_read(&mm->mmap_sem);
2568
2569         /*
2570          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2571          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2572          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2573          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2574          */
2575         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2576                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2577                 p->node_stamp += 32 * diff;
2578         }
2579 }
2580
2581 /*
2582  * Drive the periodic memory faults..
2583  */
2584 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2585 {
2586         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2587         u64 period, now;
2588
2589         /*
2590          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2591          */
2592         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2593                 return;
2594
2595         /*
2596          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2597          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2598          * task needs to have done some actual work before we bother with
2599          * NUMA placement.
2600          */
2601         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2602         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2603
2604         if (now > curr->node_stamp + period) {
2605                 if (!curr->node_stamp)
2606                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2607                 curr->node_stamp += period;
2608
2609                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2610                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2611                         task_work_add(curr, work, true);
2612                 }
2613         }
2614 }
2615
2616 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2617 {
2618         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2619         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2620
2621         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2622                 return;
2623
2624         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2625                 return;
2626
2627         if (src_nid == dst_nid)
2628                 return;
2629
2630         /*
2631          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2632          * has completed. This is most likely due to a new task that
2633          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2634          */
2635         if (p->numa_scan_seq) {
2636                 /*
2637                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2638                  * node or if the task was not previously running on
2639                  * the preferred node.
2640                  */
2641                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2642                     (p->numa_preferred_nid != -1 && src_nid != p->numa_preferred_nid))
2643                         return;
2644         }
2645
2646         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2647 }
2648
2649 #else
2650 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2651 {
2652 }
2653
2654 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2655 {
2656 }
2657
2658 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2659 {
2660 }
2661
2662 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2663 {
2664 }
2665
2666 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2667
2668 static void
2669 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2670 {
2671         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2672         if (!parent_entity(se))
2673                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2674 #ifdef CONFIG_SMP
2675         if (entity_is_task(se)) {
2676                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2677
2678                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2679                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2680         }
2681 #endif
2682         cfs_rq->nr_running++;
2683 }
2684
2685 static void
2686 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2687 {
2688         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2689         if (!parent_entity(se))
2690                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2691 #ifdef CONFIG_SMP
2692         if (entity_is_task(se)) {
2693                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2694                 list_del_init(&se->group_node);
2695         }
2696 #endif
2697         cfs_rq->nr_running--;
2698 }
2699
2700 /*
2701  * Signed add and clamp on underflow.
2702  *
2703  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2704  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2705  * values.
2706  */
2707 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
2708         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2709         typeof(_val) val = (_val);                              \
2710         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2711                                                                 \
2712         res = var + val;                                        \
2713                                                                 \
2714         if (val < 0 && res > var)                               \
2715                 res = 0;                                        \
2716                                                                 \
2717         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2718 } while (0)
2719
2720 /*
2721  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2722  *
2723  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2724  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2725  * values.
2726  */
2727 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2728         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2729         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2730         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2731         res = var - val;                                        \
2732         if (res > var)                                          \
2733                 res = 0;                                        \
2734         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2735 } while (0)
2736
2737 /*
2738  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
2739  *
2740  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
2741  * and is thus optimized for local variable updates.
2742  */
2743 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
2744         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2745         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
2746 } while (0)
2747
2748 #ifdef CONFIG_SMP
2749 static inline void
2750 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2751 {
2752         cfs_rq->runnable_weight += se->runnable_weight;
2753
2754         cfs_rq->avg.runnable_load_avg += se->avg.runnable_load_avg;
2755         cfs_rq->avg.runnable_load_sum += se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum;
2756 }
2757
2758 static inline void
2759 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2760 {
2761         cfs_rq->runnable_weight -= se->runnable_weight;
2762
2763         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, se->avg.runnable_load_avg);
2764         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum,
2765                      se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum);
2766 }
2767
2768 static inline void
2769 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2770 {
2771         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2772         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
2773 }
2774
2775 static inline void
2776 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2777 {
2778         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2779         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
2780 }
2781 #else
2782 static inline void
2783 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2784 static inline void
2785 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2786 static inline void
2787 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2788 static inline void
2789 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2790 #endif
2791
2792 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2793                             unsigned long weight, unsigned long runnable)
2794 {
2795         if (se->on_rq) {
2796                 /* commit outstanding execution time */
2797                 if (cfs_rq->curr == se)
2798                         update_curr(cfs_rq);
2799                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2800                 dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2801         }
2802         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
2803
2804         se->runnable_weight = runnable;
2805         update_load_set(&se->load, weight);
2806
2807 #ifdef CONFIG_SMP
2808         do {
2809                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + se->avg.period_contrib;
2810
2811                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
2812                 se->avg.runnable_load_avg =
2813                         div_u64(se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum, divider);
2814         } while (0);
2815 #endif
2816
2817         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
2818         if (se->on_rq) {
2819                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2820                 enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2821         }
2822 }
2823
2824 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
2825 {
2826         struct sched_entity *se = &p->se;
2827         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2828         struct load_weight *load = &se->load;
2829         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
2830
2831         reweight_entity(cfs_rq, se, weight, weight);
2832         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
2833 }
2834
2835 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2836 #ifdef CONFIG_SMP
2837 /*
2838  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
2839  * global sum we all love to hate.
2840  *
2841  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
2842  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
2843  *
2844  *                     tg->weight * grq->load.weight
2845  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
2846  *                        \Sum grq->load.weight
2847  *
2848  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
2849  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
2850  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
2851  *
2852  * So instead of the above, we substitute:
2853  *
2854  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
2855  *
2856  * which yields the following:
2857  *
2858  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
2859  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
2860  *                              tg->load_avg
2861  *
2862  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
2863  *
2864  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
2865  *
2866  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
2867  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
2868  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
2869  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
2870  * yielding bad latency etc..
2871  *
2872  * Now, in that special case (1) reduces to:
2873  *
2874  *                     tg->weight * grq->load.weight
2875  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
2876  *                          grp->load.weight
2877  *
2878  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
2879  *
2880  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
2881  * UP case, like:
2882  *
2883  *   ge->load.weight =
2884  *
2885  *              tg->weight * grq->load.weight
2886  *     ---------------------------------------------------         (5)
2887  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
2888  *
2889  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
2890  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
2891  *
2892  *
2893  *                     tg->weight * grq->load.weight
2894  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
2895  *                              tg_load_avg'
2896  *
2897  * Where:
2898  *
2899  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
2900  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
2901  *
2902  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
2903  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
2904  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
2905  *
2906  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
2907  *
2908  * hence icky!
2909  */
2910 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2911 {
2912         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
2913         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2914
2915         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
2916
2917         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
2918
2919         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2920
2921         /* Ensure tg_weight >= load */
2922         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2923         tg_weight += load;
2924
2925         shares = (tg_shares * load);
2926         if (tg_weight)
2927                 shares /= tg_weight;
2928
2929         /*
2930          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
2931          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
2932          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
2933          * the group on a CPU.
2934          *
2935          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
2936          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
2937          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
2938          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
2939          * instead of 0.
2940          */
2941         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
2942 }
2943
2944 /*
2945  * This calculates the effective runnable weight for a group entity based on
2946  * the group entity weight calculated above.
2947  *
2948  * Because of the above approximation (2), our group entity weight is
2949  * an load_avg based ratio (3). This means that it includes blocked load and
2950  * does not represent the runnable weight.
2951  *
2952  * Approximate the group entity's runnable weight per ratio from the group
2953  * runqueue:
2954  *
2955  *                                           grq->avg.runnable_load_avg
2956  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight * -------------------------- (7)
2957  *                                               grq->avg.load_avg
2958  *
2959  * However, analogous to above, since the avg numbers are slow, this leads to
2960  * transients in the from-idle case. Instead we use:
2961  *
2962  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight *
2963  *
2964  *              max(grq->avg.runnable_load_avg, grq->runnable_weight)
2965  *              -----------------------------------------------------   (8)
2966  *                    max(grq->avg.load_avg, grq->load.weight)
2967  *
2968  * Where these max() serve both to use the 'instant' values to fix the slow
2969  * from-idle and avoid the /0 on to-idle, similar to (6).
2970  */
2971 static long calc_group_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, long shares)
2972 {
2973         long runnable, load_avg;
2974
2975         load_avg = max(cfs_rq->avg.load_avg,
2976                        scale_load_down(cfs_rq->load.weight));
2977
2978         runnable = max(cfs_rq->avg.runnable_load_avg,
2979                        scale_load_down(cfs_rq->runnable_weight));
2980
2981         runnable *= shares;
2982         if (load_avg)
2983                 runnable /= load_avg;
2984
2985         return clamp_t(long, runnable, MIN_SHARES, shares);
2986 }
2987 #endif /* CONFIG_SMP */
2988
2989 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2990
2991 /*
2992  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
2993  * runqueue.
2994  */
2995 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
2996 {
2997         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
2998         long shares, runnable;
2999
3000         if (!gcfs_rq)
3001                 return;
3002
3003         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3004                 return;
3005
3006 #ifndef CONFIG_SMP
3007         runnable = shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3008
3009         if (likely(se->load.weight == shares))
3010                 return;
3011 #else
3012         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3013         runnable = calc_group_runnable(gcfs_rq, shares);
3014 #endif
3015
3016         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares, runnable);
3017 }
3018
3019 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3020 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3021 {
3022 }
3023 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3024
3025 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3026 {
3027         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3028
3029         if (&rq->cfs == cfs_rq || (flags & SCHED_CPUFREQ_MIGRATION)) {
3030                 /*
3031                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3032                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3033                  * a real problem.
3034                  *
3035                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3036                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3037                  * number include things like RT tasks.
3038                  *
3039                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3040                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3041                  *
3042                  * See cpu_util().
3043                  */
3044                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3045         }
3046 }
3047
3048 #ifdef CONFIG_SMP
3049 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3050 /**
3051  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3052  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3053  * @force: update regardless of how small the difference
3054  *
3055  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3056  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3057  * considerations.
3058  *
3059  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3060  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3061  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3062  *
3063  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3064  */
3065 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
3066 {
3067         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3068
3069         /*
3070          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3071          */
3072         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3073                 return;
3074
3075         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3076                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3077                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3078         }
3079 }
3080
3081 /*
3082  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3083  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3084  * including the state of rq->lock, should be made.
3085  */
3086 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3087                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3088 {
3089         u64 p_last_update_time;
3090         u64 n_last_update_time;
3091
3092         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3093                 return;
3094
3095         /*
3096          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3097          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3098          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3099          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3100          * the wakee more load sounds not bad.
3101          */
3102         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3103                 return;
3104
3105 #ifndef CONFIG_64BIT
3106         {
3107                 u64 p_last_update_time_copy;
3108                 u64 n_last_update_time_copy;
3109
3110                 do {
3111                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3112                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3113
3114                         smp_rmb();
3115
3116                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3117                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3118
3119                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3120                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3121         }
3122 #else
3123         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3124         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3125 #endif
3126         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, cpu_of(rq_of(prev)), se);
3127         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3128 }
3129
3130
3131 /*
3132  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3133  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3134  * that for each group:
3135  *
3136  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3137  *
3138  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3139  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3140  *
3141  * Per the above update_tg_cfs_util() is trivial and simply copies the running
3142  * sum over (but still wrong, because the group entity and group rq do not have
3143  * their PELT windows aligned).
3144  *
3145  * However, update_tg_cfs_runnable() is more complex. So we have:
3146  *
3147  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3148  *
3149  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3150  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3151  *
3152  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3153  *
3154  * And per (1) we have:
3155  *
3156  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3157  *
3158  * Which gives:
3159  *
3160  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3161  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3162  *                               grq->load.weight
3163  *
3164  * Except that is wrong!
3165  *
3166  * Because while for entities historical weight is not important and we
3167  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3168  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3169  *
3170  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3171  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3172  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3173  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3174  *
3175  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3176  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3177  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3178  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3179  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3180  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3181  *
3182  * So we'll have to approximate.. :/
3183  *
3184  * Given the constraint:
3185  *
3186  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3187  *
3188  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3189  * overlap.
3190  *
3191  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3192  *
3193  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3194  *
3195  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3196  *
3197  */
3198
3199 static inline void
3200 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3201 {
3202         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3203
3204         /* Nothing to update */
3205         if (!delta)
3206                 return;
3207
3208         /*
3209          * The relation between sum and avg is:
3210          *
3211          *   LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib
3212          *
3213          * however, the PELT windows are not aligned between grq and gse.
3214          */
3215
3216         /* Set new sched_entity's utilization */
3217         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3218         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3219
3220         /* Update parent cfs_rq utilization */
3221         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3222         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3223 }
3224
3225 static inline void
3226 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3227 {
3228         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3229         unsigned long runnable_load_avg, load_avg;
3230         u64 runnable_load_sum, load_sum = 0;
3231         s64 delta_sum;
3232
3233         if (!runnable_sum)
3234                 return;
3235
3236         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3237
3238         if (runnable_sum >= 0) {
3239                 /*
3240                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3241                  * the CPU is saturated running == runnable.
3242                  */
3243                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3244                 runnable_sum = min(runnable_sum, (long)LOAD_AVG_MAX);
3245         } else {
3246                 /*
3247                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3248                  * assuming all tasks are equally runnable.
3249                  */
3250                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3251                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3252                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3253                 }
3254
3255                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3256                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3257         }
3258
3259         /*
3260          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3261          * As running sum is scale with CPU capacity wehreas the runnable sum
3262          * is not we rescale running_sum 1st
3263          */
3264         running_sum = se->avg.util_sum /
3265                 arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
3266         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3267
3268         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3269         load_avg = div_s64(load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3270
3271         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3272         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3273
3274         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3275         se->avg.load_avg = load_avg;
3276         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3277         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3278
3279         runnable_load_sum = (s64)se_runnable(se) * runnable_sum;
3280         runnable_load_avg = div_s64(runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3281         delta_sum = runnable_load_sum - se_weight(se) * se->avg.runnable_load_sum;
3282         delta_avg = runnable_load_avg - se->avg.runnable_load_avg;
3283
3284         se->avg.runnable_load_sum = runnable_sum;
3285         se->avg.runnable_load_avg = runnable_load_avg;
3286
3287         if (se->on_rq) {
3288                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, delta_avg);
3289                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum, delta_sum);
3290         }
3291 }
3292
3293 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3294 {
3295         cfs_rq->propagate = 1;
3296         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3297 }
3298
3299 /* Update task and its cfs_rq load average */
3300 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3301 {
3302         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3303
3304         if (entity_is_task(se))
3305                 return 0;
3306
3307         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3308         if (!gcfs_rq->propagate)
3309                 return 0;
3310
3311         gcfs_rq->propagate = 0;
3312
3313         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3314
3315         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3316
3317         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3318         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3319
3320         return 1;
3321 }
3322
3323 /*
3324  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3325  * group_entity:
3326  */
3327 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3328 {
3329         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3330
3331         /*
3332          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3333          * decay it:
3334          */
3335         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3336                 return false;
3337
3338         /*
3339          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3340          * the utilization of the sched_entity:
3341          */
3342         if (gcfs_rq->propagate)
3343                 return false;
3344
3345         /*
3346          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3347          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3348          * waste of time to try to decay it:
3349          */
3350         return true;
3351 }
3352
3353 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3354
3355 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
3356
3357 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3358 {
3359         return 0;
3360 }
3361
3362 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3363
3364 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3365
3366 /**
3367  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3368  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_task()
3369  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3370  *
3371  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3372  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3373  * post_init_entity_util_avg().
3374  *
3375  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3376  *
3377  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3378  *
3379  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3380  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3381  */
3382 static inline int
3383 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3384 {
3385         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable_sum = 0;
3386         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3387         int decayed = 0;
3388
3389         if (cfs_rq->removed.nr) {
3390                 unsigned long r;
3391                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib;
3392
3393                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3394                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3395                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3396                 swap(cfs_rq->removed.runnable_sum, removed_runnable_sum);
3397                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3398                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3399
3400                 r = removed_load;
3401                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3402                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3403
3404                 r = removed_util;
3405                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3406                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3407
3408                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -(long)removed_runnable_sum);
3409
3410                 decayed = 1;
3411         }
3412
3413         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq);
3414
3415 #ifndef CONFIG_64BIT
3416         smp_wmb();
3417         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3418 #endif
3419
3420         if (decayed)
3421                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3422
3423         return decayed;
3424 }
3425
3426 /**
3427  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3428  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3429  * @se: sched_entity to attach
3430  * @flags: migration hints
3431  *
3432  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3433  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3434  */
3435 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3436 {
3437         u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + cfs_rq->avg.period_contrib;
3438
3439         /*
3440          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3441          * window because without that, really weird and wonderful things can
3442          * happen.
3443          *
3444          * XXX illustrate
3445          */
3446         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3447         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3448
3449         /*
3450          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3451          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3452          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3453          * _sum a little.
3454          */
3455         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3456
3457         se->avg.load_sum = divider;
3458         if (se_weight(se)) {
3459                 se->avg.load_sum =
3460                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3461         }
3462
3463         se->avg.runnable_load_sum = se->avg.load_sum;
3464
3465         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3466         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3467         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3468
3469         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3470
3471         cfs_rq_util_change(cfs_rq, flags);
3472 }
3473
3474 /**
3475  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3476  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3477  * @se: sched_entity to detach
3478  *
3479  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3480  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3481  */
3482 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3483 {
3484         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3485         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3486         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3487
3488         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3489
3490         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3491 }
3492
3493 /*
3494  * Optional action to be done while updating the load average
3495  */
3496 #define UPDATE_TG       0x1
3497 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3498 #define DO_ATTACH       0x4
3499
3500 /* Update task and its cfs_rq load average */
3501 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3502 {
3503         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
3504         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3505         int cpu = cpu_of(rq);
3506         int decayed;
3507
3508         /*
3509          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3510          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3511          */
3512         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3513                 __update_load_avg_se(now, cpu, cfs_rq, se);
3514
3515         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3516         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3517
3518         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3519
3520                 /*
3521                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3522                  * !last_update_time means we've passed through
3523                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3524                  *
3525                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3526                  */
3527                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, SCHED_CPUFREQ_MIGRATION);
3528                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3529
3530         } else if (decayed && (flags & UPDATE_TG))
3531                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3532 }
3533
3534 #ifndef CONFIG_64BIT
3535 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3536 {
3537         u64 last_update_time_copy;
3538         u64 last_update_time;
3539
3540         do {
3541                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3542                 smp_rmb();
3543                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3544         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3545
3546         return last_update_time;
3547 }
3548 #else
3549 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3550 {
3551         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3552 }
3553 #endif
3554
3555 /*
3556  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3557  * the previous rq.
3558  */
3559 void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3560 {
3561         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3562         u64 last_update_time;
3563
3564         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3565         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), se);
3566 }
3567
3568 /*
3569  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3570  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3571  */
3572 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3573 {
3574         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3575         unsigned long flags;
3576
3577         /*
3578          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3579          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3580          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3581          *
3582          * Similarly for groups, they will have passed through
3583          * post_init_entity_util_avg() before unregister_sched_fair_group()
3584          * calls this.
3585          */
3586
3587         sync_entity_load_avg(se);
3588
3589         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3590         ++cfs_rq->removed.nr;
3591         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3592         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3593         cfs_rq->removed.runnable_sum    += se->avg.load_sum; /* == runnable_sum */
3594         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3595 }
3596
3597 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3598 {
3599         return cfs_rq->avg.runnable_load_avg;
3600 }
3601
3602 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3603 {
3604         return cfs_rq->avg.load_avg;
3605 }
3606
3607 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3608
3609 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3610 {
3611         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3612 }
3613
3614 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3615 {
3616         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3617
3618         return (max(ue.ewma, ue.enqueued) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3619 }
3620
3621 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3622 {
3623         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3624 }
3625
3626 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3627                                     struct task_struct *p)
3628 {
3629         unsigned int enqueued;
3630
3631         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3632                 return;
3633
3634         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3635         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3636         enqueued += _task_util_est(p);
3637         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3638 }
3639
3640 /*
3641  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3642  * based on the observation that:
3643  *
3644  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3645  *
3646  * NOTE: this only works when value + maring < INT_MAX.
3647  */
3648 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3649 {
3650         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3651 }
3652
3653 static void
3654 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p, bool task_sleep)
3655 {
3656         long last_ewma_diff;
3657         struct util_est ue;
3658
3659         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3660                 return;
3661
3662         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3663         ue.enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3664         ue.enqueued -= min_t(unsigned int, ue.enqueued, _task_util_est(p));
3665         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, ue.enqueued);
3666
3667         /*
3668          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3669          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3670          */
3671         if (!task_sleep)
3672                 return;
3673
3674         /*
3675          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3676          * skip the util_est update.
3677          */
3678         ue = p->se.avg.util_est;
3679         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3680                 return;
3681
3682         /*
3683          * Skip update of task's estimated utilization when its EWMA is
3684          * already ~1% close to its last activation value.
3685          */
3686         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3687         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
3688         if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)))
3689                 return;
3690
3691         /*
3692          * Update Task's estimated utilization
3693          *
3694          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
3695          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
3696          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
3697          * Weighted Moving Average (EWMA):
3698          *
3699          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
3700          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
3701          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
3702          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
3703          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
3704          *
3705          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
3706          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
3707          */
3708         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3709         ue.ewma  += last_ewma_diff;
3710         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3711         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
3712 }
3713
3714 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
3715 {
3716         return capacity * 1024 > task_util_est(p) * capacity_margin;
3717 }
3718
3719 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
3720 {
3721         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
3722                 return;
3723
3724         if (!p) {
3725                 rq->misfit_task_load = 0;
3726                 return;
3727         }
3728
3729         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
3730                 rq->misfit_task_load = 0;
3731                 return;
3732         }
3733
3734         rq->misfit_task_load = task_h_load(p);
3735 }
3736
3737 #else /* CONFIG_SMP */
3738
3739 #define UPDATE_TG       0x0
3740 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3741 #define DO_ATTACH       0x0
3742
3743 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
3744 {
3745         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3746 }
3747
3748 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3749
3750 static inline void
3751 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags) {}
3752 static inline void
3753 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3754
3755 static inline int idle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
3756 {
3757         return 0;
3758 }
3759
3760 static inline void
3761 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
3762
3763 static inline void
3764 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
3765                  bool task_sleep) {}
3766 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
3767
3768 #endif /* CONFIG_SMP */
3769
3770 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3771 {
3772 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3773         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3774
3775         if (d < 0)
3776                 d = -d;
3777
3778         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3779                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
3780 #endif
3781 }
3782
3783 static void
3784 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3785 {
3786         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3787
3788         /*
3789          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3790          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3791          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3792          * stays open at the end.
3793          */
3794         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3795                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3796
3797         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3798         if (!initial) {
3799                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3800
3801                 /*
3802                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3803                  * for a gentler effect of sleepers:
3804                  */
3805                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3806                         thresh >>= 1;
3807
3808                 vruntime -= thresh;
3809         }
3810
3811         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3812         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3813 }
3814
3815 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3816
3817 static inline void check_schedstat_required(void)
3818 {
3819 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3820         if (schedstat_enabled())
3821                 return;
3822
3823         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
3824         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
3825                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
3826                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
3827                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
3828                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
3829                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
3830                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
3831                              "kernel parameter schedstats=enable or "
3832                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
3833         }
3834 #endif
3835 }
3836
3837
3838 /*
3839  * MIGRATION
3840  *
3841  *      dequeue
3842  *        update_curr()
3843  *          update_min_vruntime()
3844  *        vruntime -= min_vruntime
3845  *
3846  *      enqueue
3847  *        update_curr()
3848  *          update_min_vruntime()
3849  *        vruntime += min_vruntime
3850  *
3851  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
3852  * min_vruntime are up-to-date.
3853  *
3854  * WAKEUP (remote)
3855  *
3856  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
3857  *        vruntime -= min_vruntime
3858  *
3859  *      enqueue
3860  *        update_curr()
3861  *          update_min_vruntime()
3862  *        vruntime += min_vruntime
3863  *
3864  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
3865  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
3866  */
3867
3868 static void
3869 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3870 {
3871         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
3872         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3873
3874         /*
3875          * If we're the current task, we must renormalise before calling
3876          * update_curr().
3877          */
3878         if (renorm && curr)
3879                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3880
3881         update_curr(cfs_rq);
3882
3883         /*
3884          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
3885          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
3886          * placed in the past could significantly boost this task to the
3887          * fairness detriment of existing tasks.
3888          */
3889         if (renorm && !curr)
3890                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3891
3892         /*
3893          * When enqueuing a sched_entity, we must:
3894          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3895          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
3896          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
3897          *     its group cfs_rq
3898          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
3899          */
3900         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
3901         update_cfs_group(se);
3902         enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
3903         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3904
3905         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
3906                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3907
3908         check_schedstat_required();
3909         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
3910         check_spread(cfs_rq, se);
3911         if (!curr)
3912                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3913         se->on_rq = 1;
3914
3915         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3916                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3917                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3918         }
3919 }
3920
3921 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3922 {
3923         for_each_sched_entity(se) {
3924                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3925                 if (cfs_rq->last != se)
3926                         break;
3927
3928                 cfs_rq->last = NULL;
3929         }
3930 }
3931
3932 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3933 {
3934         for_each_sched_entity(se) {
3935                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3936                 if (cfs_rq->next != se)
3937                         break;
3938
3939                 cfs_rq->next = NULL;
3940         }
3941 }
3942
3943 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3944 {
3945         for_each_sched_entity(se) {
3946                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3947                 if (cfs_rq->skip != se)
3948                         break;
3949
3950                 cfs_rq->skip = NULL;
3951         }
3952 }
3953
3954 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3955 {
3956         if (cfs_rq->last == se)
3957                 __clear_buddies_last(se);
3958
3959         if (cfs_rq->next == se)
3960                 __clear_buddies_next(se);
3961
3962         if (cfs_rq->skip == se)
3963                 __clear_buddies_skip(se);
3964 }
3965
3966 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3967
3968 static void
3969 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3970 {
3971         /*
3972          * Update run-time statistics of the 'current'.
3973          */
3974         update_curr(cfs_rq);
3975
3976         /*
3977          * When dequeuing a sched_entity, we must:
3978          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3979          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
3980          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
3981          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
3982          *     of its group cfs_rq.
3983          */
3984         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
3985         dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
3986
3987         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
3988
3989         clear_buddies(cfs_rq, se);
3990
3991         if (se != cfs_rq->curr)
3992                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3993         se->on_rq = 0;
3994         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3995
3996         /*
3997          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
3998          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
3999          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4000          * can move min_vruntime forward still more.
4001          */
4002         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4003                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4004
4005         /* return excess runtime on last dequeue */
4006         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4007
4008         update_cfs_group(se);
4009
4010         /*
4011          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4012          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4013          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4014          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4015          */
4016         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4017                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4018 }
4019
4020 /*
4021  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4022  */
4023 static void
4024 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4025 {
4026         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4027         struct sched_entity *se;
4028         s64 delta;
4029
4030         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4031         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4032         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4033                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4034                 /*
4035                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4036                  * re-elected due to buddy favours.
4037                  */
4038                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4039                 return;
4040         }
4041
4042         /*
4043          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4044          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4045          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4046          */
4047         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4048                 return;
4049
4050         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4051         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4052
4053         if (delta < 0)
4054                 return;
4055
4056         if (delta > ideal_runtime)
4057                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4058 }
4059
4060 static void
4061 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4062 {
4063         /* 'current' is not kept within the tree. */
4064         if (se->on_rq) {
4065                 /*
4066                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4067                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4068                  * runqueue.
4069                  */
4070                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4071                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4072                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4073         }
4074
4075         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4076         cfs_rq->curr = se;
4077
4078         /*
4079          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4080          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4081          * when there are only lesser-weight tasks around):
4082          */
4083         if (schedstat_enabled() && rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
4084                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4085                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4086                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4087         }
4088
4089         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4090 }
4091
4092 static int
4093 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4094
4095 /*
4096  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4097  * 1) keep things fair between processes/task groups
4098  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4099  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4100  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4101  */
4102 static struct sched_entity *
4103 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4104 {
4105         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4106         struct sched_entity *se;
4107
4108         /*
4109          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4110          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4111          */
4112         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4113                 left = curr;
4114
4115         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4116
4117         /*
4118          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4119          * be done without getting too unfair.
4120          */
4121         if (cfs_rq->skip == se) {
4122                 struct sched_entity *second;
4123
4124                 if (se == curr) {
4125                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4126                 } else {
4127                         second = __pick_next_entity(se);
4128                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4129                                 second = curr;
4130                 }
4131
4132                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4133                         se = second;
4134         }
4135
4136         /*
4137          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4138          */
4139         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
4140                 se = cfs_rq->last;
4141
4142         /*
4143          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4144          */
4145         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
4146                 se = cfs_rq->next;
4147
4148         clear_buddies(cfs_rq, se);
4149
4150         return se;
4151 }
4152
4153 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4154
4155 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4156 {
4157         /*
4158          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4159          * was not called and update_curr() has to be done:
4160          */
4161         if (prev->on_rq)
4162                 update_curr(cfs_rq);
4163
4164         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4165         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4166
4167         check_spread(cfs_rq, prev);
4168
4169         if (prev->on_rq) {
4170                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4171                 /* Put 'current' back into the tree. */
4172                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4173                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4174                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4175         }
4176         cfs_rq->curr = NULL;
4177 }
4178
4179 static void
4180 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4181 {
4182         /*
4183          * Update run-time statistics of the 'current'.
4184          */
4185         update_curr(cfs_rq);
4186
4187         /*
4188          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4189          */
4190         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4191         update_cfs_group(curr);
4192
4193 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4194         /*
4195          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4196          * validating it and just reschedule.
4197          */
4198         if (queued) {
4199                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4200                 return;
4201         }
4202         /*
4203          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4204          */
4205         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4206                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4207                 return;
4208 #endif
4209
4210         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4211                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4212 }
4213
4214
4215 /**************************************************
4216  * CFS bandwidth control machinery
4217  */
4218
4219 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4220
4221 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
4222 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4223
4224 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4225 {
4226         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4227 }
4228
4229 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4230 {
4231         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4232 }
4233
4234 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4235 {
4236         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4237 }
4238 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
4239 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4240 {
4241         return true;
4242 }
4243
4244 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4245 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4246 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
4247
4248 /*
4249  * default period for cfs group bandwidth.
4250  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4251  */
4252 static inline u64 default_cfs_period(void)
4253 {
4254         return 100000000ULL;
4255 }
4256
4257 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4258 {
4259         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4260 }
4261
4262 /*
4263  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
4264  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
4265  * additional synchronization around rq->lock.
4266  *
4267  * requires cfs_b->lock
4268  */
4269 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4270 {
4271         u64 now;
4272
4273         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4274                 return;
4275
4276         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
4277         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4278         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
4279         cfs_b->expires_seq++;
4280 }
4281
4282 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4283 {
4284         return &tg->cfs_bandwidth;
4285 }
4286
4287 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
4288 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4289 {
4290         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
4291                 return cfs_rq->throttled_clock_task - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4292
4293         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4294 }
4295
4296 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4297 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4298 {
4299         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
4300         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
4301         u64 amount = 0, min_amount, expires;
4302         int expires_seq;
4303
4304         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4305         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
4306
4307         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4308         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4309                 amount = min_amount;
4310         else {
4311                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4312
4313                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4314                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4315                         cfs_b->runtime -= amount;
4316                         cfs_b->idle = 0;
4317                 }
4318         }
4319         expires_seq = cfs_b->expires_seq;
4320         expires = cfs_b->runtime_expires;
4321         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4322
4323         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4324         /*
4325          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
4326          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
4327          * issued.
4328          */
4329         if (cfs_rq->expires_seq != expires_seq) {
4330                 cfs_rq->expires_seq = expires_seq;
4331                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4332         }
4333
4334         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4335 }
4336
4337 /*
4338  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
4339  * fact that rq->clock snapshots this value.
4340  */
4341 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4342 {
4343         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4344
4345         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
4346         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
4347                 return;
4348
4349         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
4350                 return;
4351
4352         /*
4353          * If the local deadline has passed we have to consider the
4354          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
4355          * has not truly expired.
4356          *
4357          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
4358          * whether the global deadline(cfs_b->expires_seq) has advanced.
4359          */
4360         if (cfs_rq->expires_seq == cfs_b->expires_seq) {
4361                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
4362                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
4363         } else {
4364                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
4365                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
4366         }
4367 }
4368
4369 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4370 {
4371         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4372         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4373         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4374
4375         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4376                 return;
4377
4378         /*
4379          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4380          * hierarchy can be throttled
4381          */
4382         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4383                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4384 }
4385
4386 static __always_inline
4387 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4388 {
4389         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4390                 return;
4391
4392         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4393 }
4394
4395 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4396 {
4397         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4398 }
4399
4400 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4401 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4402 {
4403         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4404 }
4405
4406 /*
4407  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4408  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4409  * load-balance operations.
4410  */
4411 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4412                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4413 {
4414         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4415
4416         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4417         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4418
4419         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4420                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4421 }
4422
4423 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4424 {
4425         struct rq *rq = data;
4426         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4427
4428         cfs_rq->throttle_count--;
4429         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4430                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
4431                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4432                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4433         }
4434
4435         return 0;
4436 }
4437
4438 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4439 {
4440         struct rq *rq = data;
4441         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4442
4443         /* group is entering throttled state, stop time */
4444         if (!cfs_rq->throttle_count)
4445                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4446         cfs_rq->throttle_count++;
4447
4448         return 0;
4449 }
4450
4451 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4452 {
4453         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4454         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4455         struct sched_entity *se;
4456         long task_delta, dequeue = 1;
4457         bool empty;
4458
4459         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4460
4461         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4462         rcu_read_lock();
4463         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4464         rcu_read_unlock();
4465
4466         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4467         for_each_sched_entity(se) {
4468                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4469                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4470                 if (!se->on_rq)
4471                         break;
4472
4473                 if (dequeue)
4474                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4475                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4476
4477                 if (qcfs_rq->load.weight)
4478                         dequeue = 0;
4479         }
4480
4481         if (!se)
4482                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4483
4484         cfs_rq->throttled = 1;
4485         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4486         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4487         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4488
4489         /*
4490          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
4491          * distribute_cfs_runtime will not see us. If disribute_cfs_runtime is
4492          * not running add to the tail so that later runqueues don't get starved.
4493          */
4494         if (cfs_b->distribute_running)
4495                 list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4496         else
4497                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4498
4499         /*
4500          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
4501          * timer is running.
4502          */
4503         if (empty)
4504                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4505
4506         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4507 }
4508
4509 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4510 {
4511         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4512         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4513         struct sched_entity *se;
4514         int enqueue = 1;
4515         long task_delta;
4516
4517         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4518
4519         cfs_rq->throttled = 0;
4520
4521         update_rq_clock(rq);
4522
4523         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4524         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4525         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4526         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4527
4528         /* update hierarchical throttle state */
4529         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4530
4531         if (!cfs_rq->load.weight)
4532                 return;
4533
4534         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4535         for_each_sched_entity(se) {
4536                 if (se->on_rq)
4537                         enqueue = 0;
4538
4539                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4540                 if (enqueue)
4541                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4542                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4543
4544                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4545                         break;
4546         }
4547
4548         if (!se)
4549                 add_nr_running(rq, task_delta);
4550
4551         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4552         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4553                 resched_curr(rq);
4554 }
4555
4556 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4557                 u64 remaining, u64 expires)
4558 {
4559         struct cfs_rq *cfs_rq;
4560         u64 runtime;
4561         u64 starting_runtime = remaining;
4562
4563         rcu_read_lock();
4564         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4565                                 throttled_list) {
4566                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4567                 struct rq_flags rf;
4568
4569                 rq_lock(rq, &rf);
4570                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4571                         goto next;
4572
4573                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4574                 if (runtime > remaining)
4575                         runtime = remaining;
4576                 remaining -= runtime;
4577
4578                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4579                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4580
4581                 /* we check whether we're throttled above */
4582                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4583                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4584
4585 next:
4586                 rq_unlock(rq, &rf);
4587
4588                 if (!remaining)
4589                         break;
4590         }
4591         rcu_read_unlock();
4592
4593         return starting_runtime - remaining;
4594 }
4595
4596 /*
4597  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4598  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4599  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4600  * used to track this state.
4601  */
4602 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
4603 {
4604         u64 runtime, runtime_expires;
4605         int throttled;
4606
4607         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4608         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4609                 goto out_deactivate;
4610
4611         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4612         cfs_b->nr_periods += overrun;
4613
4614         /*
4615          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4616          * we're going inactive then everything else can be deferred
4617          */
4618         if (cfs_b->idle && !throttled)
4619                 goto out_deactivate;
4620
4621         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4622
4623         if (!throttled) {
4624                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4625                 cfs_b->idle = 1;
4626                 return 0;
4627         }
4628
4629         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4630         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4631
4632         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
4633
4634         /*
4635          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4636          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4637          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4638          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4639          * only by limited amounts in that extreme case.
4640          */
4641         while (throttled && cfs_b->runtime > 0 && !cfs_b->distribute_running) {
4642                 runtime = cfs_b->runtime;
4643                 cfs_b->distribute_running = 1;
4644                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4645                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4646                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
4647                                                  runtime_expires);
4648                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4649
4650                 cfs_b->distribute_running = 0;
4651                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4652
4653                 lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4654         }
4655
4656         /*
4657          * While we are ensured activity in the period following an
4658          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4659          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4660          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4661          */
4662         cfs_b->idle = 0;
4663
4664         return 0;
4665
4666 out_deactivate:
4667         return 1;
4668 }
4669
4670 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4671 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4672 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4673 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4674 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4675 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4676
4677 /*
4678  * Are we near the end of the current quota period?
4679  *
4680  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4681  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4682  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4683  */
4684 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4685 {
4686         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4687         u64 remaining;
4688
4689         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4690         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4691                 return 1;
4692
4693         /* is a quota refresh about to occur? */
4694         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4695         if (remaining < min_expire)
4696                 return 1;
4697
4698         return 0;
4699 }
4700
4701 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4702 {
4703         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4704
4705         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4706         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4707                 return;
4708
4709         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4710                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4711                         HRTIMER_MODE_REL);
4712 }
4713
4714 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4715 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4716 {
4717         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4718         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4719
4720         if (slack_runtime <= 0)
4721                 return;
4722
4723         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4724         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
4725             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
4726                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4727
4728                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4729                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4730                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4731                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4732         }
4733         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4734
4735         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4736         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4737 }
4738
4739 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4740 {
4741         if (!cfs_bandwidth_used())
4742                 return;
4743
4744         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4745                 return;
4746
4747         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4748 }
4749
4750 /*
4751  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4752  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4753  */
4754 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4755 {
4756         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4757         u64 expires;
4758
4759         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4760         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4761         if (cfs_b->distribute_running) {
4762                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4763                 return;
4764         }
4765
4766         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4767                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4768                 return;
4769         }
4770
4771         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4772                 runtime = cfs_b->runtime;
4773
4774         expires = cfs_b->runtime_expires;
4775         if (runtime)
4776                 cfs_b->distribute_running = 1;
4777
4778         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4779
4780         if (!runtime)
4781                 return;
4782
4783         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
4784
4785         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4786         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
4787                 lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4788         cfs_b->distribute_running = 0;
4789         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4790 }
4791
4792 /*
4793  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4794  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4795  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4796  */
4797 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4798 {
4799         if (!cfs_bandwidth_used())
4800                 return;
4801
4802         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4803         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4804                 return;
4805
4806         /* ensure the group is not already throttled */
4807         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4808                 return;
4809
4810         /* update runtime allocation */
4811         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4812         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4813                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4814 }
4815
4816 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
4817 {
4818         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
4819
4820         if (!cfs_bandwidth_used())
4821                 return;
4822
4823         if (!tg->parent)
4824                 return;
4825
4826         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4827         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
4828
4829         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4830         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
4831 }
4832
4833 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4834 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4835 {
4836         if (!cfs_bandwidth_used())
4837                 return false;
4838
4839         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4840                 return false;
4841
4842         /*
4843          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4844          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4845          */
4846         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4847                 return true;
4848
4849         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4850         return true;
4851 }
4852
4853 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4854 {
4855         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4856                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4857
4858         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4859
4860         return HRTIMER_NORESTART;
4861 }
4862
4863 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4864 {
4865         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4866                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4867         int overrun;
4868         int idle = 0;
4869
4870         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4871         for (;;) {
4872                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4873                 if (!overrun)
4874                         break;
4875
4876                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4877         }
4878         if (idle)
4879                 cfs_b->period_active = 0;
4880         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4881
4882         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4883 }
4884
4885 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4886 {
4887         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4888         cfs_b->runtime = 0;
4889         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4890         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4891
4892         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4893         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4894         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4895         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4896         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4897         cfs_b->distribute_running = 0;
4898 }
4899
4900 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4901 {
4902         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4903         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4904 }
4905
4906 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4907 {
4908         u64 overrun;
4909
4910         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4911
4912         if (cfs_b->period_active)
4913                 return;
4914
4915         cfs_b->period_active = 1;
4916         overrun = hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4917         cfs_b->runtime_expires += (overrun + 1) * ktime_to_ns(cfs_b->period);
4918         cfs_b->expires_seq++;
4919         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4920 }
4921
4922 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4923 {
4924         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4925         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4926                 return;
4927
4928         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4929         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4930 }
4931
4932 /*
4933  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
4934  *
4935  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
4936  * bits doesn't do much.
4937  */
4938
4939 /* cpu online calback */
4940 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4941 {
4942         struct task_group *tg;
4943
4944         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4945
4946         rcu_read_lock();
4947         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
4948                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
4949                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4950
4951                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4952                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4953                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4954         }
4955         rcu_read_unlock();
4956 }
4957
4958 /* cpu offline callback */
4959 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4960 {
4961         struct task_group *tg;
4962
4963         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4964
4965         rcu_read_lock();
4966         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
4967                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4968
4969                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4970                         continue;
4971
4972                 /*
4973                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4974                  * there's some valid quota amount
4975                  */
4976                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4977                 /*
4978                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
4979                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4980                  */
4981                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4982
4983                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4984                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4985         }
4986         rcu_read_unlock();
4987 }
4988
4989 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4990 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4991 {
4992         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4993 }
4994
4995 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4996 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4997 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4998 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
4999 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5000
5001 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5002 {
5003         return 0;
5004 }
5005
5006 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5007 {
5008         return 0;
5009 }
5010
5011 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5012                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5013 {
5014         return 0;
5015 }
5016
5017 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5018
5019 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5020 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5021 #endif
5022
5023 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5024 {
5025         return NULL;
5026 }
5027 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5028 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5029 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5030
5031 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5032
5033 /**************************************************
5034  * CFS operations on tasks:
5035  */
5036
5037 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5038 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5039 {
5040         struct sched_entity *se = &p->se;
5041         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5042
5043         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5044
5045         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5046                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5047                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5048                 s64 delta = slice - ran;
5049
5050                 if (delta < 0) {
5051                         if (rq->curr == p)
5052                                 resched_curr(rq);
5053                         return;
5054                 }
5055                 hrtick_start(rq, delta);
5056         }
5057 }
5058
5059 /*
5060  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5061  * current task is from our class and nr_running is low enough
5062  * to matter.
5063  */
5064 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5065 {
5066         struct task_struct *curr = rq->curr;
5067
5068         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5069                 return;
5070
5071         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5072                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5073 }
5074 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5075 static inline void
5076 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5077 {
5078 }
5079
5080 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5081 {
5082 }
5083 #endif
5084
5085 #ifdef CONFIG_SMP
5086 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5087 static unsigned long capacity_of(int cpu);
5088
5089 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5090 {
5091         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5092 }
5093
5094 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5095 {
5096         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu))
5097                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5098 }
5099 #else
5100 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5101 #endif
5102
5103 /*
5104  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5105  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5106  * then put the task into the rbtree:
5107  */
5108 static void
5109 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5110 {
5111         struct cfs_rq *cfs_rq;
5112         struct sched_entity *se = &p->se;
5113
5114         /*
5115          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5116          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5117          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5118          * estimated utilization, before we update schedutil.
5119          */
5120         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5121
5122         /*
5123          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5124          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5125          * passed.
5126          */
5127         if (p->in_iowait)
5128                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5129
5130         for_each_sched_entity(se) {
5131                 if (se->on_rq)
5132                         break;
5133                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5134                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5135
5136                 /*
5137                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5138                  *
5139                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5140                  * post the final h_nr_running increment below.
5141                  */
5142                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5143                         break;
5144                 cfs_rq->h_nr_running++;
5145
5146                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5147         }
5148
5149         for_each_sched_entity(se) {
5150                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5151                 cfs_rq->h_nr_running++;
5152
5153                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5154                         break;
5155
5156                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5157                 update_cfs_group(se);
5158         }
5159
5160         if (!se) {
5161                 add_nr_running(rq, 1);
5162                 /*
5163                  * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5164                  * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5165                  * ability to cross the overutilized threshold, which will
5166                  * result in the load balancer ruining all the task placement
5167                  * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5168                  * for the first enqueue operation of new tasks during the
5169                  * overutilized flag detection.
5170                  *
5171                  * A better way of solving this problem would be to wait for
5172                  * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5173                  * into account, but that is not straightforward to implement,
5174                  * and the following generally works well enough in practice.
5175                  */
5176                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
5177                         update_overutilized_status(rq);
5178
5179         }
5180
5181         hrtick_update(rq);
5182 }
5183
5184 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5185
5186 /*
5187  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5188  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5189  * update the fair scheduling stats:
5190  */
5191 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5192 {
5193         struct cfs_rq *cfs_rq;
5194         struct sched_entity *se = &p->se;
5195         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5196
5197         for_each_sched_entity(se) {
5198                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5199                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5200
5201                 /*
5202                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5203                  *
5204                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5205                  * post the final h_nr_running decrement below.
5206                 */
5207                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5208                         break;
5209                 cfs_rq->h_nr_running--;
5210
5211                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5212                 if (cfs_rq->load.weight) {
5213                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5214                         se = parent_entity(se);
5215                         /*
5216                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5217                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5218                          */
5219                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5220                                 set_next_buddy(se);
5221                         break;
5222                 }
5223                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5224         }
5225
5226         for_each_sched_entity(se) {
5227                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5228                 cfs_rq->h_nr_running--;
5229
5230                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5231                         break;
5232
5233                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5234                 update_cfs_group(se);
5235         }
5236
5237         if (!se)
5238                 sub_nr_running(rq, 1);
5239
5240         util_est_dequeue(&rq->cfs, p, task_sleep);
5241         hrtick_update(rq);
5242 }
5243
5244 #ifdef CONFIG_SMP
5245
5246 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5247 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5248 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5249
5250 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5251 /*
5252  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
5253  */
5254
5255 /*
5256  * The exact cpuload calculated at every tick would be:
5257  *
5258  *   load' = (1 - 1/2^i) * load + (1/2^i) * cur_load
5259  *
5260  * If a CPU misses updates for n ticks (as it was idle) and update gets
5261  * called on the n+1-th tick when CPU may be busy, then we have:
5262  *
5263  *   load_n   = (1 - 1/2^i)^n * load_0
5264  *   load_n+1 = (1 - 1/2^i)   * load_n + (1/2^i) * cur_load
5265  *
5266  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
5267  *
5268  *   load' = (1 - 1/2^i)^n * load
5269  *
5270  * Because x^(n+m) := x^n * x^m we can decompose any x^n in power-of-2 factors.
5271  * This allows us to precompute the above in said factors, thereby allowing the
5272  * reduction of an arbitrary n in O(log_2 n) steps. (See also
5273  * fixed_power_int())
5274  *
5275  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
5276  */
5277 #define DEGRADE_SHIFT           7
5278
5279 static const u8 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
5280 static const u8 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
5281         {   0,   0,  0,  0,  0,  0, 0, 0 },
5282         {  64,  32,  8,  0,  0,  0, 0, 0 },
5283         {  96,  72, 40, 12,  1,  0, 0, 0 },
5284         { 112,  98, 75, 43, 15,  1, 0, 0 },
5285         { 120, 112, 98, 76, 45, 16, 2, 0 }
5286 };
5287
5288 /*
5289  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
5290  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
5291  * adding any new load.
5292  */
5293 static unsigned long
5294 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
5295 {
5296         int j = 0;
5297
5298         if (!missed_updates)
5299                 return load;
5300
5301         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
5302                 return 0;
5303
5304         if (idx == 1)
5305                 return load >> missed_updates;
5306
5307         while (missed_updates) {
5308                 if (missed_updates % 2)
5309                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
5310
5311                 missed_updates >>= 1;
5312                 j++;
5313         }
5314         return load;
5315 }
5316
5317 static struct {
5318         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5319         atomic_t nr_cpus;
5320         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5321         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5322         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5323 } nohz ____cacheline_aligned;
5324
5325 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5326
5327 /**
5328  * __cpu_load_update - update the rq->cpu_load[] statistics
5329  * @this_rq: The rq to update statistics for
5330  * @this_load: The current load
5331  * @pending_updates: The number of missed updates
5332  *
5333  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
5334  * scheduler tick (TICK_NSEC).
5335  *
5336  * This function computes a decaying average:
5337  *
5338  *   load[i]' = (1 - 1/2^i) * load[i] + (1/2^i) * load
5339  *
5340  * Because of NOHZ it might not get called on every tick which gives need for
5341  * the @pending_updates argument.
5342  *
5343  *   load[i]_n = (1 - 1/2^i) * load[i]_n-1 + (1/2^i) * load_n-1
5344  *             = A * load[i]_n-1 + B ; A := (1 - 1/2^i), B := (1/2^i) * load
5345  *             = A * (A * load[i]_n-2 + B) + B
5346  *             = A * (A * (A * load[i]_n-3 + B) + B) + B
5347  *             = A^3 * load[i]_n-3 + (A^2 + A + 1) * B
5348  *             = A^n * load[i]_0 + (A^(n-1) + A^(n-2) + ... + 1) * B
5349  *             = A^n * load[i]_0 + ((1 - A^n) / (1 - A)) * B
5350  *             = (1 - 1/2^i)^n * (load[i]_0 - load) + load
5351  *
5352  * In the above we've assumed load_n := load, which is true for NOHZ_FULL as
5353  * any change in load would have resulted in the tick being turned back on.
5354  *
5355  * For regular NOHZ, this reduces to:
5356  *
5357  *   load[i]_n = (1 - 1/2^i)^n * load[i]_0
5358  *
5359  * see decay_load_misses(). For NOHZ_FULL we get to subtract and add the extra
5360  * term.
5361  */
5362 static void cpu_load_update(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
5363                             unsigned long pending_updates)
5364 {
5365         unsigned long __maybe_unused tickless_load = this_rq->cpu_load[0];
5366         int i, scale;
5367
5368         this_rq->nr_load_updates++;
5369
5370         /* Update our load: */
5371         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
5372         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
5373                 unsigned long old_load, new_load;
5374
5375                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
5376
5377                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
5378 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5379                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
5380                 if (tickless_load) {
5381                         old_load -= decay_load_missed(tickless_load, pending_updates - 1, i);
5382                         /*
5383                          * old_load can never be a negative value because a
5384                          * decayed tickless_load cannot be greater than the
5385                          * original tickless_load.
5386                          */
5387                         old_load += tickless_load;
5388                 }
5389 #endif
5390                 new_load = this_load;
5391                 /*
5392                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
5393                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
5394                  * example.
5395                  */
5396                 if (new_load > old_load)
5397                         new_load += scale - 1;
5398
5399                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
5400         }
5401 }
5402
5403 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
5404 static unsigned long weighted_cpuload(struct rq *rq)
5405 {
5406         return cfs_rq_runnable_load_avg(&rq->cfs);
5407 }
5408
5409 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5410 /*
5411  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
5412  * CPU doing the jiffies update might drift wrt the CPU doing the jiffy reading
5413  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
5414  *
5415  * Therefore we need to avoid the delta approach from the regular tick when
5416  * possible since that would seriously skew the load calculation. This is why we
5417  * use cpu_load_update_periodic() for CPUs out of nohz. However we'll rely on
5418  * jiffies deltas for updates happening while in nohz mode (idle ticks, idle
5419  * loop exit, nohz_idle_balance, nohz full exit...)
5420  *
5421  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
5422  */
5423
5424 static void cpu_load_update_nohz(struct rq *this_rq,
5425                                  unsigned long curr_jiffies,
5426                                  unsigned long load)
5427 {
5428         unsigned long pending_updates;
5429
5430         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
5431         if (pending_updates) {
5432                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
5433                 /*
5434                  * In the regular NOHZ case, we were idle, this means load 0.
5435                  * In the NOHZ_FULL case, we were non-idle, we should consider
5436                  * its weighted load.
5437                  */
5438                 cpu_load_update(this_rq, load, pending_updates);
5439         }
5440 }
5441
5442 /*
5443  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
5444  * idle balance.
5445  */
5446 static void cpu_load_update_idle(struct rq *this_rq)
5447 {
5448         /*
5449          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
5450          */
5451         if (weighted_cpuload(this_rq))
5452                 return;
5453
5454         cpu_load_update_nohz(this_rq, READ_ONCE(jiffies), 0);
5455 }
5456
5457 /*
5458  * Record CPU load on nohz entry so we know the tickless load to account
5459  * on nohz exit. cpu_load[0] happens then to be updated more frequently
5460  * than other cpu_load[idx] but it should be fine as cpu_load readers
5461  * shouldn't rely into synchronized cpu_load[*] updates.
5462  */
5463 void cpu_load_update_nohz_start(void)
5464 {
5465         struct rq *this_rq = this_rq();
5466
5467         /*
5468          * This is all lockless but should be fine. If weighted_cpuload changes
5469          * concurrently we'll exit nohz. And cpu_load write can race with
5470          * cpu_load_update_idle() but both updater would be writing the same.
5471          */
5472         this_rq->cpu_load[0] = weighted_cpuload(this_rq);
5473 }
5474
5475 /*
5476  * Account the tickless load in the end of a nohz frame.
5477  */
5478 void cpu_load_update_nohz_stop(void)
5479 {
5480         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
5481         struct rq *this_rq = this_rq();
5482         unsigned long load;
5483         struct rq_flags rf;
5484
5485         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
5486                 return;
5487
5488         load = weighted_cpuload(this_rq);
5489         rq_lock(this_rq, &rf);
5490         update_rq_clock(this_rq);
5491         cpu_load_update_nohz(this_rq, curr_jiffies, load);
5492         rq_unlock(this_rq, &rf);
5493 }
5494 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5495 static inline void cpu_load_update_nohz(struct rq *this_rq,
5496                                         unsigned long curr_jiffies,
5497                                         unsigned long load) { }
5498 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5499
5500 static void cpu_load_update_periodic(struct rq *this_rq, unsigned long load)
5501 {
5502 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5503         /* See the mess around cpu_load_update_nohz(). */
5504         this_rq->last_load_update_tick = READ_ONCE(jiffies);
5505 #endif
5506         cpu_load_update(this_rq, load, 1);
5507 }
5508
5509 /*
5510  * Called from scheduler_tick()
5511  */
5512 void cpu_load_update_active(struct rq *this_rq)
5513 {
5514         unsigned long load = weighted_cpuload(this_rq);
5515
5516         if (tick_nohz_tick_stopped())
5517                 cpu_load_update_nohz(this_rq, READ_ONCE(jiffies), load);
5518         else
5519                 cpu_load_update_periodic(this_rq, load);
5520 }
5521
5522 /*
5523  * Return a low guess at the load of a migration-source CPU weighted
5524  * according to the scheduling class and "nice" value.
5525  *
5526  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
5527  * balance conservatively.
5528  */
5529 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
5530 {
5531         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5532         unsigned long total = weighted_cpuload(rq);
5533
5534         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5535                 return total;
5536
5537         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
5538 }
5539
5540 /*
5541  * Return a high guess at the load of a migration-target CPU weighted
5542  * according to the scheduling class and "nice" value.
5543  */
5544 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
5545 {
5546         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5547         unsigned long total = weighted_cpuload(rq);
5548
5549         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5550                 return total;
5551
5552         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
5553 }
5554
5555 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5556 {
5557         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5558 }
5559
5560 static unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
5561 {
5562         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
5563 }
5564
5565 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
5566 {
5567         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5568         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
5569         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(rq);
5570
5571         if (nr_running)
5572                 return load_avg / nr_running;
5573
5574         return 0;
5575 }
5576
5577 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5578 {
5579         /*
5580          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5581          * jiffy will not have built up many flips.
5582          */
5583         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5584                 current->wakee_flips >>= 1;
5585                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5586         }
5587
5588         if (current->last_wakee != p) {
5589                 current->last_wakee = p;
5590                 current->wakee_flips++;
5591         }
5592 }
5593
5594 /*
5595  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5596  *
5597  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5598  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5599  *
5600  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5601  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5602  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5603  *
5604  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5605  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5606  *
5607  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5608  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5609  * socket size.
5610  */
5611 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5612 {
5613         unsigned int master = current->wakee_flips;
5614         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5615         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5616
5617         if (master < slave)
5618                 swap(master, slave);
5619         if (slave < factor || master < slave * factor)
5620                 return 0;
5621         return 1;
5622 }
5623
5624 /*
5625  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5626  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5627  * CPU.
5628  *
5629  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5630  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5631  *
5632  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5633  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5634  *                        for the overloaded case.
5635  */
5636 static int
5637 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5638 {
5639         /*
5640          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5641          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5642          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5643          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5644          *
5645          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5646          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5647          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5648          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5649          * on one CPU.
5650          */
5651         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5652                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5653
5654         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5655                 return this_cpu;
5656
5657         return nr_cpumask_bits;
5658 }
5659
5660 static int
5661 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5662                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5663 {
5664         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5665         unsigned long task_load;
5666
5667         this_eff_load = target_load(this_cpu, sd->wake_idx);
5668
5669         if (sync) {
5670                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5671
5672                 if (current_load > this_eff_load)
5673                         return this_cpu;
5674
5675                 this_eff_load -= current_load;
5676         }
5677
5678         task_load = task_h_load(p);
5679
5680         this_eff_load += task_load;
5681         if (sched_feat(WA_BIAS))
5682                 this_eff_load *= 100;
5683         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5684
5685         prev_eff_load = source_load(prev_cpu, sd->wake_idx);
5686         prev_eff_load -= task_load;
5687         if (sched_feat(WA_BIAS))
5688                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5689         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5690
5691         /*
5692          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5693          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5694          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5695          * idle.
5696          */
5697         if (sync)
5698                 prev_eff_load += 1;
5699
5700         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5701 }
5702
5703 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5704                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5705 {
5706         int target = nr_cpumask_bits;
5707
5708         if (sched_feat(WA_IDLE))
5709                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5710
5711         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5712                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5713
5714         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5715         if (target == nr_cpumask_bits)
5716                 return prev_cpu;
5717
5718         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5719         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5720         return target;
5721 }
5722
5723 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p);
5724
5725 static unsigned long capacity_spare_without(int cpu, struct task_struct *p)
5726 {
5727         return max_t(long, capacity_of(cpu) - cpu_util_without(cpu, p), 0);
5728 }
5729
5730 /*
5731  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5732  * domain.
5733  *
5734  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
5735  */
5736 static struct sched_group *
5737 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5738                   int this_cpu, int sd_flag)
5739 {
5740         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5741         struct sched_group *most_spare_sg = NULL;
5742         unsigned long min_runnable_load = ULONG_MAX;
5743         unsigned long this_runnable_load = ULONG_MAX;
5744         unsigned long min_avg_load = ULONG_MAX, this_avg_load = ULONG_MAX;
5745         unsigned long most_spare = 0, this_spare = 0;
5746         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5747         int imbalance_scale = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5748         unsigned long imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
5749                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
5750
5751         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5752                 load_idx = sd->wake_idx;
5753
5754         do {
5755                 unsigned long load, avg_load, runnable_load;
5756                 unsigned long spare_cap, max_spare_cap;
5757                 int local_group;
5758                 int i;
5759
5760                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5761                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
5762                                         &p->cpus_allowed))
5763                         continue;
5764
5765                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5766                                                sched_group_span(group));
5767
5768                 /*
5769                  * Tally up the load of all CPUs in the group and find
5770                  * the group containing the CPU with most spare capacity.
5771                  */
5772                 avg_load = 0;
5773                 runnable_load = 0;
5774                 max_spare_cap = 0;
5775
5776                 for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
5777                         /* Bias balancing toward CPUs of our domain */
5778                         if (local_group)
5779                                 load = source_load(i, load_idx);
5780                         else
5781                                 load = target_load(i, load_idx);
5782
5783                         runnable_load += load;
5784
5785                         avg_load += cfs_rq_load_avg(&cpu_rq(i)->cfs);
5786
5787                         spare_cap = capacity_spare_without(i, p);
5788
5789                         if (spare_cap > max_spare_cap)
5790                                 max_spare_cap = spare_cap;
5791                 }
5792
5793                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5794                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5795                                         group->sgc->capacity;
5796                 runnable_load = (runnable_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5797                                         group->sgc->capacity;
5798
5799                 if (local_group) {
5800                         this_runnable_load = runnable_load;
5801                         this_avg_load = avg_load;
5802                         this_spare = max_spare_cap;
5803                 } else {
5804                         if (min_runnable_load > (runnable_load + imbalance)) {
5805                                 /*
5806                                  * The runnable load is significantly smaller
5807                                  * so we can pick this new CPU:
5808                                  */
5809                                 min_runnable_load = runnable_load;
5810                                 min_avg_load = avg_load;
5811                                 idlest = group;
5812                         } else if ((runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5813                                    (100*min_avg_load > imbalance_scale*avg_load)) {
5814                                 /*
5815                                  * The runnable loads are close so take the
5816                                  * blocked load into account through avg_load:
5817                                  */
5818                                 min_avg_load = avg_load;
5819                                 idlest = group;
5820                         }
5821
5822                         if (most_spare < max_spare_cap) {
5823                                 most_spare = max_spare_cap;
5824                                 most_spare_sg = group;
5825                         }
5826                 }
5827         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5828
5829         /*
5830          * The cross-over point between using spare capacity or least load
5831          * is too conservative for high utilization tasks on partially
5832          * utilized systems if we require spare_capacity > task_util(p),
5833          * so we allow for some task stuffing by using
5834          * spare_capacity > task_util(p)/2.
5835          *
5836          * Spare capacity can't be used for fork because the utilization has
5837          * not been set yet, we must first select a rq to compute the initial
5838          * utilization.
5839          */
5840         if (sd_flag & SD_BALANCE_FORK)
5841                 goto skip_spare;
5842
5843         if (this_spare > task_util(p) / 2 &&
5844             imbalance_scale*this_spare > 100*most_spare)
5845                 return NULL;
5846
5847         if (most_spare > task_util(p) / 2)
5848                 return most_spare_sg;
5849
5850 skip_spare:
5851         if (!idlest)
5852                 return NULL;
5853
5854         /*
5855          * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for the
5856          * local domain to be very lightly loaded relative to the remote
5857          * domains but "imbalance" skews the comparison making remote CPUs
5858          * look much more favourable. When considering cross-domain, add
5859          * imbalance to the runnable load on the remote node and consider
5860          * staying local.
5861          */
5862         if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
5863             min_runnable_load + imbalance >= this_runnable_load)
5864                 return NULL;
5865
5866         if (min_runnable_load > (this_runnable_load + imbalance))
5867                 return NULL;
5868
5869         if ((this_runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5870              (100*this_avg_load < imbalance_scale*min_avg_load))
5871                 return NULL;
5872
5873         return idlest;
5874 }
5875
5876 /*
5877  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5878  */
5879 static int
5880 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5881 {
5882         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5883         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5884         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5885         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5886         int shallowest_idle_cpu = -1;
5887         int i;
5888
5889         /* Check if we have any choice: */
5890         if (group->group_weight == 1)
5891                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5892
5893         /* Traverse only the allowed CPUs */
5894         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), &p->cpus_allowed) {
5895                 if (available_idle_cpu(i)) {
5896                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5897                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5898                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5899                                 /*
5900                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5901                                  * has the smallest exit latency irrespective
5902                                  * of any idle timestamp.
5903                                  */
5904                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5905                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5906                                 shallowest_idle_cpu = i;
5907                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5908                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5909                                 /*
5910                                  * If equal or no active idle state, then
5911                                  * the most recently idled CPU might have
5912                                  * a warmer cache.
5913                                  */
5914                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5915                                 shallowest_idle_cpu = i;
5916                         }
5917                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5918                         load = weighted_cpuload(cpu_rq(i));
5919                         if (load < min_load) {
5920                                 min_load = load;
5921                                 least_loaded_cpu = i;
5922                         }
5923                 }
5924         }
5925
5926         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5927 }
5928
5929 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5930                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5931 {
5932         int new_cpu = cpu;
5933
5934         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed))
5935                 return prev_cpu;
5936
5937         /*
5938          * We need task's util for capacity_spare_without, sync it up to
5939          * prev_cpu's last_update_time.
5940          */
5941         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5942                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5943
5944         while (sd) {
5945                 struct sched_group *group;
5946                 struct sched_domain *tmp;
5947                 int weight;
5948
5949                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5950                         sd = sd->child;
5951                         continue;
5952                 }
5953
5954                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5955                 if (!group) {
5956                         sd = sd->child;
5957                         continue;
5958                 }
5959
5960                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
5961                 if (new_cpu == cpu) {
5962                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
5963                         sd = sd->child;
5964                         continue;
5965                 }
5966
5967                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
5968                 cpu = new_cpu;
5969                 weight = sd->span_weight;
5970                 sd = NULL;
5971                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5972                         if (weight <= tmp->span_weight)
5973                                 break;
5974                         if (tmp->flags & sd_flag)
5975                                 sd = tmp;
5976                 }
5977         }
5978
5979         return new_cpu;
5980 }
5981
5982 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5983 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5984
5985 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
5986 {
5987         struct sched_domain_shared *sds;
5988
5989         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5990         if (sds)
5991                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
5992 }
5993
5994 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
5995 {
5996         struct sched_domain_shared *sds;
5997
5998         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5999         if (sds)
6000                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
6001
6002         return def;
6003 }
6004
6005 /*
6006  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
6007  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
6008  *
6009  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
6010  * state should be fairly cheap.
6011  */
6012 void __update_idle_core(struct rq *rq)
6013 {
6014         int core = cpu_of(rq);
6015         int cpu;
6016
6017         rcu_read_lock();
6018         if (test_idle_cores(core, true))
6019                 goto unlock;
6020
6021         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6022                 if (cpu == core)
6023                         continue;
6024
6025                 if (!available_idle_cpu(cpu))
6026                         goto unlock;
6027         }
6028
6029         set_idle_cores(core, 1);
6030 unlock:
6031         rcu_read_unlock();
6032 }
6033
6034 /*
6035  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
6036  * there are no idle cores left in the system; tracked through
6037  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
6038  */
6039 static int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6040 {
6041         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6042         int core, cpu;
6043
6044         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6045                 return -1;
6046
6047         if (!test_idle_cores(target, false))
6048                 return -1;
6049
6050         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed);
6051
6052         for_each_cpu_wrap(core, cpus, target) {
6053                 bool idle = true;
6054
6055                 for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6056                         cpumask_clear_cpu(cpu, cpus);
6057                         if (!available_idle_cpu(cpu))
6058                                 idle = false;
6059                 }
6060
6061                 if (idle)
6062                         return core;
6063         }
6064
6065         /*
6066          * Failed to find an idle core; stop looking for one.
6067          */
6068         set_idle_cores(target, 0);
6069
6070         return -1;
6071 }
6072
6073 /*
6074  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
6075  */
6076 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6077 {
6078         int cpu;
6079
6080         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6081                 return -1;
6082
6083         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
6084                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
6085                         continue;
6086                 if (available_idle_cpu(cpu))
6087                         return cpu;
6088         }
6089
6090         return -1;
6091 }
6092
6093 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
6094
6095 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6096 {
6097         return -1;
6098 }
6099
6100 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6101 {
6102         return -1;
6103 }
6104
6105 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
6106
6107 /*
6108  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
6109  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
6110  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
6111  */
6112 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6113 {
6114         struct sched_domain *this_sd;
6115         u64 avg_cost, avg_idle;
6116         u64 time, cost;
6117         s64 delta;
6118         int cpu, nr = INT_MAX;
6119
6120         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
6121         if (!this_sd)
6122                 return -1;
6123
6124         /*
6125          * Due to large variance we need a large fuzz factor; hackbench in
6126          * particularly is sensitive here.
6127          */
6128         avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
6129         avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6130
6131         if (sched_feat(SIS_AVG_CPU) && avg_idle < avg_cost)
6132                 return -1;
6133
6134         if (sched_feat(SIS_PROP)) {
6135                 u64 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6136                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6137                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6138                 else
6139                         nr = 4;
6140         }
6141
6142         time = local_clock();
6143
6144         for_each_cpu_wrap(cpu, sched_domain_span(sd), target) {
6145                 if (!--nr)
6146                         return -1;
6147                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
6148                         continue;
6149                 if (available_idle_cpu(cpu))
6150                         break;
6151         }
6152
6153         time = local_clock() - time;
6154         cost = this_sd->avg_scan_cost;
6155         delta = (s64)(time - cost) / 8;
6156         this_sd->avg_scan_cost += delta;
6157
6158         return cpu;
6159 }
6160
6161 /*
6162  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6163  */
6164 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6165 {
6166         struct sched_domain *sd;
6167         int i, recent_used_cpu;
6168
6169         if (available_idle_cpu(target))
6170                 return target;
6171
6172         /*
6173          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6174          */
6175         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) && available_idle_cpu(prev))
6176                 return prev;
6177
6178         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6179         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6180         if (recent_used_cpu != prev &&
6181             recent_used_cpu != target &&
6182             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6183             available_idle_cpu(recent_used_cpu) &&
6184             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, &p->cpus_allowed)) {
6185                 /*
6186                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6187                  * candidate for the next wake:
6188                  */
6189                 p->recent_used_cpu = prev;
6190                 return recent_used_cpu;
6191         }
6192
6193         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6194         if (!sd)
6195                 return target;
6196
6197         i = select_idle_core(p, sd, target);
6198         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6199                 return i;
6200
6201         i = select_idle_cpu(p, sd, target);
6202         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6203                 return i;
6204
6205         i = select_idle_smt(p, sd, target);
6206         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6207                 return i;
6208
6209         return target;
6210 }
6211
6212 /**
6213  * Amount of capacity of a CPU that is (estimated to be) used by CFS tasks
6214  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6215  *
6216  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6217  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6218  * (ie cpu_capacity).
6219  *
6220  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6221  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6222  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6223  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6224  * (arch_scale_freq_capacity()).
6225  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6226  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6227  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6228  *
6229  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6230  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6231  * currently RUNNABLE on that CPU.
6232  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6233  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6234  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6235  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6236  *
6237  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6238  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6239  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6240  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6241  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6242  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6243  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6244  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6245  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6246  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6247  *
6248  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6249  */
6250 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6251 {
6252         struct cfs_rq *cfs_rq;
6253         unsigned int util;
6254
6255         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6256         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6257
6258         if (sched_feat(UTIL_EST))
6259                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6260
6261         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6262 }
6263
6264 /*
6265  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6266  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6267  * @p: the task which utilization should be discounted
6268  *
6269  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6270  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6271  * execution on that CPU.
6272  *
6273  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6274  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6275  * contributing to the CPU utilization.
6276  */
6277 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6278 {
6279         struct cfs_rq *cfs_rq;
6280         unsigned int util;
6281
6282         /* Task has no contribution or is new */
6283         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6284                 return cpu_util(cpu);
6285
6286         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6287         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6288
6289         /* Discount task's util from CPU's util */
6290         lsub_positive(&util, task_util(p));
6291
6292         /*
6293          * Covered cases:
6294          *
6295          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6296          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6297          *    and thus we return:
6298          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6299          *
6300          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6301          *    IDLE, then:
6302          *      cpu_util >= task_util
6303          *      cpu_util > util_est (== 0)
6304          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6305          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6306          *
6307          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6308          *      util_est > cpu_util
6309          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6310          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6311          *    considering the expected utilization of tasks already
6312          *    runnable on that CPU.
6313          *
6314          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6315          * covered by the following code when estimated utilization is
6316          * enabled.
6317          */
6318         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6319                 unsigned int estimated =
6320                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6321
6322                 /*
6323                  * Despite the following checks we still have a small window
6324                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6325                  * races with LB's detach_task():
6326                  *
6327                  *   detach_task()
6328                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6329                  *     ---------------------------------- A
6330                  *     deactivate_task()                   \
6331                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6332                  *         util_est_dequeue()              /
6333                  *     ---------------------------------- B
6334                  *
6335                  * The additional check on "current == p" it's required to
6336                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6337                  * reducing the chances for the above race.
6338                  */
6339                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6340                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6341
6342                 util = max(util, estimated);
6343         }
6344
6345         /*
6346          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6347          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6348          * the cpu_util call.
6349          */
6350         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6351 }
6352
6353 /*
6354  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
6355  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
6356  *
6357  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
6358  * BALANCE_WAKE sort things out.
6359  */
6360 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
6361 {
6362         long min_cap, max_cap;
6363
6364         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6365                 return 0;
6366
6367         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
6368         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
6369
6370         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
6371         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
6372                 return 0;
6373
6374         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
6375         sync_entity_load_avg(&p->se);
6376
6377         return !task_fits_capacity(p, min_cap);
6378 }
6379
6380 /*
6381  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6382  * to @dst_cpu.
6383  */
6384 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6385 {
6386         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6387         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6388
6389         /*
6390          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6391          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6392          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6393          * util_avg should already be correct.
6394          */
6395         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6396                 sub_positive(&util, task_util(p));
6397         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6398                 util += task_util(p);
6399
6400         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6401                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6402
6403                 /*
6404                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6405                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6406                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6407                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6408                  */
6409                 if (dst_cpu == cpu)
6410                         util_est += _task_util_est(p);
6411
6412                 util = max(util, util_est);
6413         }
6414
6415         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6416 }
6417
6418 /*
6419  * compute_energy(): Estimates the energy that would be consumed if @p was
6420  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6421  * landscape of the * CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6422  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6423  * task.
6424  */
6425 static long
6426 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6427 {
6428         long util, max_util, sum_util, energy = 0;
6429         int cpu;
6430
6431         for (; pd; pd = pd->next) {
6432                 max_util = sum_util = 0;
6433                 /*
6434                  * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by
6435                  * CPUs of another rd if they belong to the same performance
6436                  * domain. So, account for the utilization of these CPUs too
6437                  * by masking pd with cpu_online_mask instead of the rd span.
6438                  *
6439                  * If an entire performance domain is outside of the current rd,
6440                  * it will not appear in its pd list and will not be accounted
6441                  * by compute_energy().
6442                  */
6443                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), cpu_online_mask) {
6444                         util = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6445                         util = schedutil_energy_util(cpu, util);
6446                         max_util = max(util, max_util);
6447                         sum_util += util;
6448                 }
6449
6450                 energy += em_pd_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util);
6451         }
6452
6453         return energy;
6454 }
6455
6456 /*
6457  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6458  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6459  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6460  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6461  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6462  *
6463  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6464  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6465  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6466  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6467  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6468  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6469  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6470  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6471  * the best candidates of the performance domain.
6472  *
6473  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6474  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6475  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6476  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6477  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6478  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6479  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6480  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6481  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6482  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6483  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6484  *
6485  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6486  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6487  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6488  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6489  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6490  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6491  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6492  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6493  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6494  */
6495
6496 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6497 {
6498         unsigned long prev_energy = ULONG_MAX, best_energy = ULONG_MAX;
6499         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6500         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu;
6501         struct perf_domain *head, *pd;
6502         unsigned long cpu_cap, util;
6503         struct sched_domain *sd;
6504
6505         rcu_read_lock();
6506         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6507         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6508                 goto fail;
6509         head = pd;
6510
6511         /*
6512          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6513          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6514          */
6515         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6516         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6517                 sd = sd->parent;
6518         if (!sd)
6519                 goto fail;
6520
6521         sync_entity_load_avg(&p->se);
6522         if (!task_util_est(p))
6523                 goto unlock;
6524
6525         for (; pd; pd = pd->next) {
6526                 unsigned long cur_energy, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6527                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6528
6529                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6530                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
6531                                 continue;
6532
6533                         /* Skip CPUs that will be overutilized. */
6534                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6535                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6536                         if (cpu_cap * 1024 < util * capacity_margin)
6537                                 continue;
6538
6539                         /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6540                         if (cpu == prev_cpu) {
6541                                 prev_energy = compute_energy(p, prev_cpu, head);
6542                                 best_energy = min(best_energy, prev_energy);
6543                                 continue;
6544                         }
6545
6546                         /*
6547                          * Find the CPU with the maximum spare capacity in
6548                          * the performance domain
6549                          */
6550                         spare_cap = cpu_cap - util;
6551                         if (spare_cap > max_spare_cap) {
6552                                 max_spare_cap = spare_cap;
6553                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6554                         }
6555                 }
6556
6557                 /* Evaluate the energy impact of using this CPU. */
6558                 if (max_spare_cap_cpu >= 0) {
6559                         cur_energy = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, head);
6560                         if (cur_energy < best_energy) {
6561                                 best_energy = cur_energy;
6562                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6563                         }
6564                 }
6565         }
6566 unlock:
6567         rcu_read_unlock();
6568
6569         /*
6570          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6571          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6572          */
6573         if (prev_energy == ULONG_MAX)
6574                 return best_energy_cpu;
6575
6576         if ((prev_energy - best_energy) > (prev_energy >> 4))
6577                 return best_energy_cpu;
6578
6579         return prev_cpu;
6580
6581 fail:
6582         rcu_read_unlock();
6583
6584         return -1;
6585 }
6586
6587 /*
6588  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6589  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6590  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6591  *
6592  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6593  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6594  *
6595  * Returns the target CPU number.
6596  *
6597  * preempt must be disabled.
6598  */
6599 static int
6600 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6601 {
6602         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6603         int cpu = smp_processor_id();
6604         int new_cpu = prev_cpu;
6605         int want_affine = 0;
6606         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6607
6608         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
6609                 record_wakee(p);
6610
6611                 if (static_branch_unlikely(&sched_energy_present)) {
6612                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6613                         if (new_cpu >= 0)
6614                                 return new_cpu;
6615                         new_cpu = prev_cpu;
6616                 }
6617
6618                 want_affine = !wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu) &&
6619                               cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed);
6620         }
6621
6622         rcu_read_lock();
6623         for_each_domain(cpu, tmp) {
6624                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6625                         break;
6626
6627                 /*
6628                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6629                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6630                  */
6631                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6632                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6633                         if (cpu != prev_cpu)
6634                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6635
6636                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6637                         break;
6638                 }
6639
6640                 if (tmp->flags & sd_flag)
6641                         sd = tmp;
6642                 else if (!want_affine)
6643                         break;
6644         }
6645
6646         if (unlikely(sd)) {
6647                 /* Slow path */
6648                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6649         } else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) { /* XXX always ? */
6650                 /* Fast path */
6651
6652                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6653
6654                 if (want_affine)
6655                         current->recent_used_cpu = cpu;
6656         }
6657         rcu_read_unlock();
6658
6659         return new_cpu;
6660 }
6661
6662 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6663
6664 /*
6665  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6666  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6667  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6668  */
6669 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6670 {
6671         /*
6672          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6673          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6674          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6675          * the task on the new runqueue.
6676          */
6677         if (p->state == TASK_WAKING) {
6678                 struct sched_entity *se = &p->se;
6679                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6680                 u64 min_vruntime;
6681
6682 #ifndef CONFIG_64BIT
6683                 u64 min_vruntime_copy;
6684
6685                 do {
6686                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6687                         smp_rmb();
6688                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6689                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6690 #else
6691                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6692 #endif
6693
6694                 se->vruntime -= min_vruntime;
6695         }
6696
6697         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6698                 /*
6699                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6700                  * rq->lock and can modify state directly.
6701                  */
6702                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6703                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6704
6705         } else {
6706                 /*
6707                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6708                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6709                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6710                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6711                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6712                  * sounds not bad.
6713                  */
6714                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6715         }
6716
6717         /* Tell new CPU we are migrated */
6718         p->se.avg.last_update_time = 0;
6719
6720         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6721         p->se.exec_start = 0;
6722
6723         update_scan_period(p, new_cpu);
6724 }
6725
6726 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6727 {
6728         remove_entity_load_avg(&p->se);
6729 }
6730 #endif /* CONFIG_SMP */
6731
6732 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6733 {
6734         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6735
6736         /*
6737          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6738          * to virtual-time in his units.
6739          *
6740          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6741          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6742          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6743          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6744          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6745          *
6746          * This is especially important for buddies when the leftmost
6747          * task is higher priority than the buddy.
6748          */
6749         return calc_delta_fair(gran, se);
6750 }
6751
6752 /*
6753  * Should 'se' preempt 'curr'.
6754  *
6755  *             |s1
6756  *        |s2
6757  *   |s3
6758  *         g
6759  *      |<--->|c
6760  *
6761  *  w(c, s1) = -1
6762  *  w(c, s2) =  0
6763  *  w(c, s3) =  1
6764  *
6765  */
6766 static int
6767 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6768 {
6769         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6770
6771         if (vdiff <= 0)
6772                 return -1;
6773
6774         gran = wakeup_gran(se);
6775         if (vdiff > gran)
6776                 return 1;
6777
6778         return 0;
6779 }
6780
6781 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6782 {
6783         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6784                 return;
6785
6786         for_each_sched_entity(se) {
6787                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6788                         return;
6789                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6790         }
6791 }
6792
6793 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6794 {
6795         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6796                 return;
6797
6798         for_each_sched_entity(se) {
6799                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6800                         return;
6801                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6802         }
6803 }
6804
6805 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6806 {
6807         for_each_sched_entity(se)
6808                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6809 }
6810
6811 /*
6812  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6813  */
6814 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6815 {
6816         struct task_struct *curr = rq->curr;
6817         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6818         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6819         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6820         int next_buddy_marked = 0;
6821
6822         if (unlikely(se == pse))
6823                 return;
6824
6825         /*
6826          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6827          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6828          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6829          * next-buddy nomination below.
6830          */
6831         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6832                 return;
6833
6834         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6835                 set_next_buddy(pse);
6836                 next_buddy_marked = 1;
6837         }
6838
6839         /*
6840          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6841          * wake up path.
6842          *
6843          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6844          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6845          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6846          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6847          * below.
6848          */
6849         if (test_tsk_need_resched(curr))
6850                 return;
6851
6852         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6853         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
6854             likely(!task_has_idle_policy(p)))
6855                 goto preempt;
6856
6857         /*
6858          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6859          * is driven by the tick):
6860          */
6861         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6862                 return;
6863
6864         find_matching_se(&se, &pse);
6865         update_curr(cfs_rq_of(se));
6866         BUG_ON(!pse);
6867         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6868                 /*
6869                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6870                  * triggering this preemption.
6871                  */
6872                 if (!next_buddy_marked)
6873                         set_next_buddy(pse);
6874                 goto preempt;
6875         }
6876
6877         return;
6878
6879 preempt:
6880         resched_curr(rq);
6881         /*
6882          * Only set the backward buddy when the current task is still
6883          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6884          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6885          * point, either of which can * drop the rq lock.
6886          *
6887          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6888          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6889          */
6890         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6891                 return;
6892
6893         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6894                 set_last_buddy(se);
6895 }
6896
6897 static struct task_struct *
6898 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6899 {
6900         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6901         struct sched_entity *se;
6902         struct task_struct *p;
6903         int new_tasks;
6904
6905 again:
6906         if (!cfs_rq->nr_running)
6907                 goto idle;
6908
6909 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6910         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6911                 goto simple;
6912
6913         /*
6914          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6915          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6916          *
6917          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6918          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6919          */
6920
6921         do {
6922                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6923
6924                 /*
6925                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6926                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6927                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6928                  * forget we've ever seen it.
6929                  */
6930                 if (curr) {
6931                         if (curr->on_rq)
6932                                 update_curr(cfs_rq);
6933                         else
6934                                 curr = NULL;
6935
6936                         /*
6937                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6938                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6939                          * Therefore the nr_running test will indeed
6940                          * be correct.
6941                          */
6942                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
6943                                 cfs_rq = &rq->cfs;
6944
6945                                 if (!cfs_rq->nr_running)
6946                                         goto idle;
6947
6948                                 goto simple;
6949                         }
6950                 }
6951
6952                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6953                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6954         } while (cfs_rq);
6955
6956         p = task_of(se);
6957
6958         /*
6959          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6960          * is a different task than we started out with, try and touch the
6961          * least amount of cfs_rqs.
6962          */
6963         if (prev != p) {
6964                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6965
6966                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6967                         int se_depth = se->depth;
6968                         int pse_depth = pse->depth;
6969
6970                         if (se_depth <= pse_depth) {
6971                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6972                                 pse = parent_entity(pse);
6973                         }
6974                         if (se_depth >= pse_depth) {
6975                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6976                                 se = parent_entity(se);
6977                         }
6978                 }
6979
6980                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6981                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6982         }
6983
6984         goto done;
6985 simple:
6986 #endif
6987
6988         put_prev_task(rq, prev);
6989
6990         do {
6991                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6992                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6993                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6994         } while (cfs_rq);
6995
6996         p = task_of(se);
6997
6998 done: __maybe_unused;
6999 #ifdef CONFIG_SMP
7000         /*
7001          * Move the next running task to the front of
7002          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
7003          * one.
7004          */
7005         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
7006 #endif
7007
7008         if (hrtick_enabled(rq))
7009                 hrtick_start_fair(rq, p);
7010
7011         update_misfit_status(p, rq);
7012
7013         return p;
7014
7015 idle:
7016         update_misfit_status(NULL, rq);
7017         new_tasks = idle_balance(rq, rf);
7018
7019         /*
7020          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
7021          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
7022          * must re-start the pick_next_entity() loop.
7023          */
7024         if (new_tasks < 0)
7025                 return RETRY_TASK;
7026
7027         if (new_tasks > 0)
7028                 goto again;
7029
7030         return NULL;
7031 }
7032
7033 /*
7034  * Account for a descheduled task:
7035  */
7036 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
7037 {
7038         struct sched_entity *se = &prev->se;
7039         struct cfs_rq *cfs_rq;
7040
7041         for_each_sched_entity(se) {
7042                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7043                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
7044         }
7045 }
7046
7047 /*
7048  * sched_yield() is very simple
7049  *
7050  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
7051  */
7052 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
7053 {
7054         struct task_struct *curr = rq->curr;
7055         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7056         struct sched_entity *se = &curr->se;
7057
7058         /*
7059          * Are we the only task in the tree?
7060          */
7061         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
7062                 return;
7063
7064         clear_buddies(cfs_rq, se);
7065
7066         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
7067                 update_rq_clock(rq);
7068                 /*
7069                  * Update run-time statistics of the 'current'.
7070                  */
7071                 update_curr(cfs_rq);
7072                 /*
7073                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
7074                  * so we don't do microscopic update in schedule()
7075                  * and double the fastpath cost.
7076                  */
7077                 rq_clock_skip_update(rq);
7078         }
7079
7080         set_skip_buddy(se);
7081 }
7082
7083 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
7084 {
7085         struct sched_entity *se = &p->se;
7086
7087         /* throttled hierarchies are not runnable */
7088         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
7089                 return false;
7090
7091         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
7092         set_next_buddy(se);
7093
7094         yield_task_fair(rq);
7095
7096         return true;
7097 }
7098
7099 #ifdef CONFIG_SMP
7100 /**************************************************
7101  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7102  *
7103  * BASICS
7104  *
7105  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7106  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7107  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7108  *
7109  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7110  *
7111  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7112  * W_i,0 is defined as:
7113  *
7114  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7115  *
7116  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7117  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7118  *
7119  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7120  * weight:
7121  *
7122  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7123  *
7124  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7125  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7126  * can also include other factors [XXX].
7127  *
7128  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7129  * directly from (1):
7130  *
7131  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7132  *
7133  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7134  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7135  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7136  *
7137  * [XXX expand on:
7138  *     - infeasible weights;
7139  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7140  *
7141  *
7142  * SCHED DOMAINS
7143  *
7144  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7145  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7146  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7147  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7148  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7149  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7150  * the groups.
7151  *
7152  * This yields:
7153  *
7154  *     log_2 n     1     n
7155  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7156  *     i = 0      2^i   2^i
7157  *                               `- size of each group
7158  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7159  *         |         `- freq
7160  *         `- sum over all levels
7161  *
7162  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7163  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7164  *
7165  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7166  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7167  *
7168  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7169  *
7170  *             log_2 n
7171  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7172  *             k = 0
7173  *
7174  * And you'll find that:
7175  *
7176  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7177  *
7178  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7179  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7180  * of:
7181  *
7182  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7183  *
7184  *
7185  * WORK CONSERVING
7186  *
7187  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7188  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7189  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7190  *
7191  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7192  * time.
7193  *
7194  * [XXX more?]
7195  *
7196  *
7197  * CGROUPS
7198  *
7199  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7200  *
7201  *                                s_k,i
7202  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7203  *                                 S_k
7204  *
7205  * Where
7206  *
7207  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7208  *
7209  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7210  *
7211  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7212  * property.
7213  *
7214  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7215  *      rewrite all of this once again.]
7216  */
7217
7218 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7219
7220 enum fbq_type { regular, remote, all };
7221
7222 enum group_type {
7223         group_other = 0,
7224         group_misfit_task,
7225         group_imbalanced,
7226         group_overloaded,
7227 };
7228
7229 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7230 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7231 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7232 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7233 #define LBF_NOHZ_STATS  0x10
7234 #define LBF_NOHZ_AGAIN  0x20
7235
7236 struct lb_env {
7237         struct sched_domain     *sd;
7238
7239         struct rq               *src_rq;
7240         int                     src_cpu;
7241
7242         int                     dst_cpu;
7243         struct rq               *dst_rq;
7244
7245         struct cpumask          *dst_grpmask;
7246         int                     new_dst_cpu;
7247         enum cpu_idle_type      idle;
7248         long                    imbalance;
7249         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7250         struct cpumask          *cpus;
7251
7252         unsigned int            flags;
7253
7254         unsigned int            loop;
7255         unsigned int            loop_break;
7256         unsigned int            loop_max;
7257
7258         enum fbq_type           fbq_type;
7259         enum group_type         src_grp_type;
7260         struct list_head        tasks;
7261 };
7262
7263 /*
7264  * Is this task likely cache-hot:
7265  */
7266 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7267 {
7268         s64 delta;
7269
7270         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7271
7272         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7273                 return 0;
7274
7275         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7276                 return 0;
7277
7278         /*
7279          * Buddy candidates are cache hot:
7280          */
7281         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7282                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7283                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7284                 return 1;
7285
7286         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7287                 return 1;
7288         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7289                 return 0;
7290
7291         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7292
7293         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7294 }
7295
7296 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7297 /*
7298  * Returns 1, if task migration degrades locality
7299  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7300  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7301  */
7302 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7303 {
7304         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7305         unsigned long src_weight, dst_weight;
7306         int src_nid, dst_nid, dist;
7307
7308         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7309                 return -1;
7310
7311         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7312                 return -1;
7313
7314         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7315         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7316
7317         if (src_nid == dst_nid)
7318                 return -1;
7319
7320         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7321         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7322                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7323                         return 1;
7324                 else
7325                         return -1;
7326         }
7327
7328         /* Encourage migration to the preferred node. */
7329         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7330                 return 0;
7331
7332         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7333         if (env->idle == CPU_IDLE)
7334                 return -1;
7335
7336         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7337         if (numa_group) {
7338                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7339                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7340         } else {
7341                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7342                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7343         }
7344
7345         return dst_weight < src_weight;
7346 }
7347
7348 #else
7349 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7350                                              struct lb_env *env)
7351 {
7352         return -1;
7353 }
7354 #endif
7355
7356 /*
7357  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7358  */
7359 static
7360 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7361 {
7362         int tsk_cache_hot;
7363
7364         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7365
7366         /*
7367          * We do not migrate tasks that are:
7368          * 1) throttled_lb_pair, or
7369          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
7370          * 3) running (obviously), or
7371          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7372          */
7373         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7374                 return 0;
7375
7376         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, &p->cpus_allowed)) {
7377                 int cpu;
7378
7379                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7380
7381                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7382
7383                 /*
7384                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7385                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7386                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7387                  *
7388                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
7389                  * already computed one in current iteration.
7390                  */
7391                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
7392                         return 0;
7393
7394                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7395                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7396                         if (cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed)) {
7397                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7398                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7399                                 break;
7400                         }
7401                 }
7402
7403                 return 0;
7404         }
7405
7406         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7407         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7408
7409         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7410                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7411                 return 0;
7412         }
7413
7414         /*
7415          * Aggressive migration if:
7416          * 1) destination numa is preferred
7417          * 2) task is cache cold, or
7418          * 3) too many balance attempts have failed.
7419          */
7420         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7421         if (tsk_cache_hot == -1)
7422                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7423
7424         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7425             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7426                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7427                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7428                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7429                 }
7430                 return 1;
7431         }
7432
7433         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7434         return 0;
7435 }
7436
7437 /*
7438  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7439  */
7440 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7441 {
7442         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7443
7444         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
7445         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7446         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7447 }
7448
7449 /*
7450  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7451  * part of active balancing operations within "domain".
7452  *
7453  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7454  */
7455 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7456 {
7457         struct task_struct *p;
7458
7459         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7460
7461         list_for_each_entry_reverse(p,
7462                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7463                 if (!can_migrate_task(p, env))
7464                         continue;
7465
7466                 detach_task(p, env);
7467
7468                 /*
7469                  * Right now, this is only the second place where
7470                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7471                  * so we can safely collect stats here rather than
7472                  * inside detach_tasks().
7473                  */
7474                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7475                 return p;
7476         }
7477         return NULL;
7478 }
7479
7480 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7481
7482 /*
7483  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
7484  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7485  *
7486  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7487  */
7488 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7489 {
7490         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7491         struct task_struct *p;
7492         unsigned long load;
7493         int detached = 0;
7494
7495         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7496
7497         if (env->imbalance <= 0)
7498                 return 0;
7499
7500         while (!list_empty(tasks)) {
7501                 /*
7502                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7503                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7504                  */
7505                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7506                         break;
7507
7508                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7509
7510                 env->loop++;
7511                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7512                 if (env->loop > env->loop_max)
7513                         break;
7514
7515                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7516                 if (env->loop > env->loop_break) {
7517                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7518                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7519                         break;
7520                 }
7521
7522                 if (!can_migrate_task(p, env))
7523                         goto next;
7524
7525                 load = task_h_load(p);
7526
7527                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7528                         goto next;
7529
7530                 if ((load / 2) > env->imbalance)
7531                         goto next;
7532
7533                 detach_task(p, env);
7534                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7535
7536                 detached++;
7537                 env->imbalance -= load;
7538
7539 #ifdef CONFIG_PREEMPT
7540                 /*
7541                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7542                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7543                  * the critical section.
7544                  */
7545                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7546                         break;
7547 #endif
7548
7549                 /*
7550                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7551                  * weighted load.
7552                  */
7553                 if (env->imbalance <= 0)
7554                         break;
7555
7556                 continue;
7557 next:
7558                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7559         }
7560
7561         /*
7562          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7563          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7564          * than inside detach_one_task().
7565          */
7566         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7567
7568         return detached;
7569 }
7570
7571 /*
7572  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7573  */
7574 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7575 {
7576         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7577
7578         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7579         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7580         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
7581         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7582 }
7583
7584 /*
7585  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7586  * its new rq.
7587  */
7588 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7589 {
7590         struct rq_flags rf;
7591
7592         rq_lock(rq, &rf);
7593         update_rq_clock(rq);
7594         attach_task(rq, p);
7595         rq_unlock(rq, &rf);
7596 }
7597
7598 /*
7599  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7600  * new rq.
7601  */
7602 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7603 {
7604         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7605         struct task_struct *p;
7606         struct rq_flags rf;
7607
7608         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7609         update_rq_clock(env->dst_rq);
7610
7611         while (!list_empty(tasks)) {
7612                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7613                 list_del_init(&p->se.group_node);
7614
7615                 attach_task(env->dst_rq, p);
7616         }
7617
7618         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7619 }
7620
7621 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7622 {
7623         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7624                 return true;
7625
7626         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7627                 return true;
7628
7629         return false;
7630 }
7631
7632 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7633 {
7634         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7635                 return true;
7636
7637         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7638                 return true;
7639
7640 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
7641         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7642                 return true;
7643 #endif
7644
7645         return false;
7646 }
7647
7648 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7649
7650 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
7651 {
7652         if (cfs_rq->load.weight)
7653                 return false;
7654
7655         if (cfs_rq->avg.load_sum)
7656                 return false;
7657
7658         if (cfs_rq->avg.util_sum)
7659                 return false;
7660
7661         if (cfs_rq->avg.runnable_load_sum)
7662                 return false;
7663
7664         return true;
7665 }
7666
7667 static void update_blocked_averages(int cpu)
7668 {
7669         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7670         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
7671         const struct sched_class *curr_class;
7672         struct rq_flags rf;
7673         bool done = true;
7674
7675         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7676         update_rq_clock(rq);
7677
7678         /*
7679          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7680          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7681          */
7682         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
7683                 struct sched_entity *se;
7684
7685                 /* throttled entities do not contribute to load */
7686                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
7687                         continue;
7688
7689                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
7690                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7691
7692                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
7693                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
7694                 if (se && !skip_blocked_update(se))
7695                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, 0);
7696
7697                 /*
7698                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
7699                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
7700                  */
7701                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
7702                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
7703
7704                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7705                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7706                         done = false;
7707         }
7708
7709         curr_class = rq->curr->sched_class;
7710         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, curr_class == &rt_sched_class);
7711         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, curr_class == &dl_sched_class);
7712         update_irq_load_avg(rq, 0);
7713         /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7714         if (others_have_blocked(rq))
7715                 done = false;
7716
7717 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7718         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7719         if (done)
7720                 rq->has_blocked_load = 0;
7721 #endif
7722         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7723 }
7724
7725 /*
7726  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7727  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7728  * group is a fraction of its parents load.
7729  */
7730 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7731 {
7732         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7733         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7734         unsigned long now = jiffies;
7735         unsigned long load;
7736
7737         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7738                 return;
7739
7740         cfs_rq->h_load_next = NULL;
7741         for_each_sched_entity(se) {
7742                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7743                 cfs_rq->h_load_next = se;
7744                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7745                         break;
7746         }
7747
7748         if (!se) {
7749                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7750                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7751         }
7752
7753         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
7754                 load = cfs_rq->h_load;
7755                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7756                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7757                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7758                 cfs_rq->h_load = load;
7759                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7760         }
7761 }
7762
7763 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7764 {
7765         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7766
7767         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7768         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7769                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7770 }
7771 #else
7772 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
7773 {
7774         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7775         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7776         const struct sched_class *curr_class;
7777         struct rq_flags rf;
7778
7779         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7780         update_rq_clock(rq);
7781         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq);
7782
7783         curr_class = rq->curr->sched_class;
7784         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, curr_class == &rt_sched_class);
7785         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, curr_class == &dl_sched_class);
7786         update_irq_load_avg(rq, 0);
7787 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7788         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7789         if (!cfs_rq_has_blocked(cfs_rq) && !others_have_blocked(rq))
7790                 rq->has_blocked_load = 0;
7791 #endif
7792         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7793 }
7794
7795 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7796 {
7797         return p->se.avg.load_avg;
7798 }
7799 #endif
7800
7801 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7802
7803 /*
7804  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7805  */
7806 struct sg_lb_stats {
7807         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7808         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7809         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
7810         unsigned long load_per_task;
7811         unsigned long group_capacity;
7812         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7813         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7814         unsigned int idle_cpus;
7815         unsigned int group_weight;
7816         enum group_type group_type;
7817         int group_no_capacity;
7818         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
7819 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7820         unsigned int nr_numa_running;
7821         unsigned int nr_preferred_running;
7822 #endif
7823 };
7824
7825 /*
7826  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7827  *               during load balancing.
7828  */
7829 struct sd_lb_stats {
7830         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7831         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7832         unsigned long total_running;
7833         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7834         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7835         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7836
7837         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7838         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7839 };
7840
7841 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7842 {
7843         /*
7844          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7845          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7846          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7847          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7848          */
7849         *sds = (struct sd_lb_stats){
7850                 .busiest = NULL,
7851                 .local = NULL,
7852                 .total_running = 0UL,
7853                 .total_load = 0UL,
7854                 .total_capacity = 0UL,
7855                 .busiest_stat = {
7856                         .avg_load = 0UL,
7857                         .sum_nr_running = 0,
7858                         .group_type = group_other,
7859                 },
7860         };
7861 }
7862
7863 /**
7864  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7865  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7866  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7867  *
7868  * Return: The load index.
7869  */
7870 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7871                                         enum cpu_idle_type idle)
7872 {
7873         int load_idx;
7874
7875         switch (idle) {
7876         case CPU_NOT_IDLE:
7877                 load_idx = sd->busy_idx;
7878                 break;
7879
7880         case CPU_NEWLY_IDLE:
7881                 load_idx = sd->newidle_idx;
7882                 break;
7883         default:
7884                 load_idx = sd->idle_idx;
7885                 break;
7886         }
7887
7888         return load_idx;
7889 }
7890
7891 static unsigned long scale_rt_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7892 {
7893         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7894         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7895         unsigned long used, free;
7896         unsigned long irq;
7897
7898         irq = cpu_util_irq(rq);
7899
7900         if (unlikely(irq >= max))
7901                 return 1;
7902
7903         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
7904         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
7905
7906         if (unlikely(used >= max))
7907                 return 1;
7908
7909         free = max - used;
7910
7911         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
7912 }
7913
7914 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7915 {
7916         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(sd, cpu);
7917         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7918
7919         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7920
7921         if (!capacity)
7922                 capacity = 1;
7923
7924         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7925         sdg->sgc->capacity = capacity;
7926         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7927         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7928 }
7929
7930 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7931 {
7932         struct sched_domain *child = sd->child;
7933         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7934         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
7935         unsigned long interval;
7936
7937         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7938         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7939         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7940
7941         if (!child) {
7942                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7943                 return;
7944         }
7945
7946         capacity = 0;
7947         min_capacity = ULONG_MAX;
7948         max_capacity = 0;
7949
7950         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7951                 /*
7952                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7953                  * span the current group.
7954                  */
7955
7956                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
7957                         struct sched_group_capacity *sgc;
7958                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7959
7960                         /*
7961                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7962                          * gets here before we've attached the domains to the
7963                          * runqueues.
7964                          *
7965                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7966                          * in update_cpu_capacity().
7967                          *
7968                          * This avoids capacity from being 0 and
7969                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7970                          */
7971                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7972                                 capacity += capacity_of(cpu);
7973                         } else {
7974                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7975                                 capacity += sgc->capacity;
7976                         }
7977
7978                         min_capacity = min(capacity, min_capacity);
7979                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7980                 }
7981         } else  {
7982                 /*
7983                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7984                  * span the current group.
7985                  */
7986
7987                 group = child->groups;
7988                 do {
7989                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7990
7991                         capacity += sgc->capacity;
7992                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7993                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7994                         group = group->next;
7995                 } while (group != child->groups);
7996         }
7997
7998         sdg->sgc->capacity = capacity;
7999         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
8000         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
8001 }
8002
8003 /*
8004  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
8005  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
8006  * Return true is the capacity is reduced
8007  */
8008 static inline int
8009 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8010 {
8011         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
8012                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
8013 }
8014
8015 /*
8016  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
8017  * groups is inadequate due to ->cpus_allowed constraints.
8018  *
8019  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
8020  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
8021  * Something like:
8022  *
8023  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
8024  *              *     * * *
8025  *
8026  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
8027  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
8028  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
8029  *
8030  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
8031  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
8032  * moving tasks due to affinity constraints.
8033  *
8034  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
8035  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
8036  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
8037  * to create an effective group imbalance.
8038  *
8039  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
8040  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
8041  * subtle and fragile situation.
8042  */
8043
8044 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
8045 {
8046         return group->sgc->imbalance;
8047 }
8048
8049 /*
8050  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
8051  * be used by some tasks.
8052  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
8053  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
8054  * available capacity for CFS tasks.
8055  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
8056  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
8057  * capacity in meaningful for the load balancer.
8058  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
8059  * any benefit for the load balance.
8060  */
8061 static inline bool
8062 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
8063 {
8064         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
8065                 return true;
8066
8067         if ((sgs->group_capacity * 100) >
8068                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
8069                 return true;
8070
8071         return false;
8072 }
8073
8074 /*
8075  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
8076  *  handle.
8077  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
8078  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
8079  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
8080  *  false.
8081  */
8082 static inline bool
8083 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
8084 {
8085         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
8086                 return false;
8087
8088         if ((sgs->group_capacity * 100) <
8089                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
8090                 return true;
8091
8092         return false;
8093 }
8094
8095 /*
8096  * group_smaller_min_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
8097  * per-CPU capacity than sched_group ref.
8098  */
8099 static inline bool
8100 group_smaller_min_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
8101 {
8102         return sg->sgc->min_capacity * capacity_margin <
8103                                                 ref->sgc->min_capacity * 1024;
8104 }
8105
8106 /*
8107  * group_smaller_max_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
8108  * per-CPU capacity_orig than sched_group ref.
8109  */
8110 static inline bool
8111 group_smaller_max_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
8112 {
8113         return sg->sgc->max_capacity * capacity_margin <
8114                                                 ref->sgc->max_capacity * 1024;
8115 }
8116
8117 static inline enum
8118 group_type group_classify(struct sched_group *group,
8119                           struct sg_lb_stats *sgs)
8120 {
8121         if (sgs->group_no_capacity)
8122                 return group_overloaded;
8123
8124         if (sg_imbalanced(group))
8125                 return group_imbalanced;
8126
8127         if (sgs->group_misfit_task_load)
8128                 return group_misfit_task;
8129
8130         return group_other;
8131 }
8132
8133 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq, bool force)
8134 {
8135 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8136         unsigned int cpu = rq->cpu;
8137
8138         if (!rq->has_blocked_load)
8139                 return false;
8140
8141         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
8142                 return false;
8143
8144         if (!force && !time_after(jiffies, rq->last_blocked_load_update_tick))
8145                 return true;
8146
8147         update_blocked_averages(cpu);
8148
8149         return rq->has_blocked_load;
8150 #else
8151         return false;
8152 #endif
8153 }
8154
8155 /**
8156  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8157  * @env: The load balancing environment.
8158  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8159  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8160  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8161  */
8162 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8163                                       struct sched_group *group,
8164                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8165                                       int *sg_status)
8166 {
8167         int local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(group));
8168         int load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
8169         unsigned long load;
8170         int i, nr_running;
8171
8172         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8173
8174         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8175                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8176
8177                 if ((env->flags & LBF_NOHZ_STATS) && update_nohz_stats(rq, false))
8178                         env->flags |= LBF_NOHZ_AGAIN;
8179
8180                 /* Bias balancing toward CPUs of our domain: */
8181                 if (local_group)
8182                         load = target_load(i, load_idx);
8183                 else
8184                         load = source_load(i, load_idx);
8185
8186                 sgs->group_load += load;
8187                 sgs->group_util += cpu_util(i);
8188                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8189
8190                 nr_running = rq->nr_running;
8191                 if (nr_running > 1)
8192                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8193
8194                 if (cpu_overutilized(i))
8195                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8196
8197 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8198                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8199                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8200 #endif
8201                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(rq);
8202                 /*
8203                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8204                  */
8205                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
8206                         sgs->idle_cpus++;
8207
8208                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8209                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8210                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8211                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8212                 }
8213         }
8214
8215         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
8216         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8217         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
8218
8219         if (sgs->sum_nr_running)
8220                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
8221
8222         sgs->group_weight = group->group_weight;
8223
8224         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
8225         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
8226 }
8227
8228 /**
8229  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8230  * @env: The load balancing environment.
8231  * @sds: sched_domain statistics
8232  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8233  * @sgs: sched_group statistics
8234  *
8235  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8236  * busiest group.
8237  *
8238  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8239  * busiest group. %false otherwise.
8240  */
8241 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8242                                    struct sd_lb_stats *sds,
8243                                    struct sched_group *sg,
8244                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8245 {
8246         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8247
8248         /*
8249          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8250          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8251          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8252          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8253          */
8254         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8255             (!group_smaller_max_cpu_capacity(sg, sds->local) ||
8256              !group_has_capacity(env, &sds->local_stat)))
8257                 return false;
8258
8259         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8260                 return true;
8261
8262         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8263                 return false;
8264
8265         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8266                 return false;
8267
8268         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY))
8269                 goto asym_packing;
8270
8271         /*
8272          * Candidate sg has no more than one task per CPU and
8273          * has higher per-CPU capacity. Migrating tasks to less
8274          * capable CPUs may harm throughput. Maximize throughput,
8275          * power/energy consequences are not considered.
8276          */
8277         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
8278             group_smaller_min_cpu_capacity(sds->local, sg))
8279                 return false;
8280
8281         /*
8282          * If we have more than one misfit sg go with the biggest misfit.
8283          */
8284         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8285             sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8286                 return false;
8287
8288 asym_packing:
8289         /* This is the busiest node in its class. */
8290         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8291                 return true;
8292
8293         /* No ASYM_PACKING if target CPU is already busy */
8294         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8295                 return true;
8296         /*
8297          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the highest
8298          * prority CPUs in the group, therefore mark all groups
8299          * of lower priority than ourself as busy.
8300          */
8301         if (sgs->sum_nr_running &&
8302             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu)) {
8303                 if (!sds->busiest)
8304                         return true;
8305
8306                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8307                 if (sched_asym_prefer(sds->busiest->asym_prefer_cpu,
8308                                       sg->asym_prefer_cpu))
8309                         return true;
8310         }
8311
8312         return false;
8313 }
8314
8315 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8316 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8317 {
8318         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8319                 return regular;
8320         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8321                 return remote;
8322         return all;
8323 }
8324
8325 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8326 {
8327         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8328                 return regular;
8329         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8330                 return remote;
8331         return all;
8332 }
8333 #else
8334 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8335 {
8336         return all;
8337 }
8338
8339 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8340 {
8341         return regular;
8342 }
8343 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8344
8345 /**
8346  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
8347  * @env: The load balancing environment.
8348  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
8349  */
8350 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8351 {
8352         struct sched_domain *child = env->sd->child;
8353         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8354         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
8355         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
8356         bool prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
8357         int sg_status = 0;
8358
8359 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8360         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && READ_ONCE(nohz.has_blocked))
8361                 env->flags |= LBF_NOHZ_STATS;
8362 #endif
8363
8364         do {
8365                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
8366                 int local_group;
8367
8368                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
8369                 if (local_group) {
8370                         sds->local = sg;
8371                         sgs = local;
8372
8373                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
8374                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
8375                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
8376                 }
8377
8378                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
8379
8380                 if (local_group)
8381                         goto next_group;
8382
8383                 /*
8384                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
8385                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
8386                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
8387                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
8388                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
8389                  * you always pull from the heaviest group when it is already
8390                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
8391                  * the tasks on the system).
8392                  */
8393                 if (prefer_sibling && sds->local &&
8394                     group_has_capacity(env, local) &&
8395                     (sgs->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)) {
8396                         sgs->group_no_capacity = 1;
8397                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
8398                 }
8399
8400                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
8401                         sds->busiest = sg;
8402                         sds->busiest_stat = *sgs;
8403                 }
8404
8405 next_group:
8406                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
8407                 sds->total_running += sgs->sum_nr_running;
8408                 sds->total_load += sgs->group_load;
8409                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
8410
8411                 sg = sg->next;
8412         } while (sg != env->sd->groups);
8413
8414 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8415         if ((env->flags & LBF_NOHZ_AGAIN) &&
8416             cpumask_subset(nohz.idle_cpus_mask, sched_domain_span(env->sd))) {
8417
8418                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
8419                            jiffies + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
8420         }
8421 #endif
8422
8423         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
8424                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
8425
8426         if (!env->sd->parent) {
8427                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8428
8429                 /* update overload indicator if we are at root domain */
8430                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
8431
8432                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
8433                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8434         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
8435                 WRITE_ONCE(env->dst_rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
8436         }
8437 }
8438
8439 /**
8440  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
8441  *                      sched domain.
8442  *
8443  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
8444  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
8445  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
8446  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
8447  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
8448  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
8449  *
8450  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
8451  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
8452  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
8453  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
8454  * number.
8455  *
8456  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
8457  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in env->imbalance.
8458  *
8459  * @env: The load balancing environment.
8460  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
8461  */
8462 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8463 {
8464         int busiest_cpu;
8465
8466         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8467                 return 0;
8468
8469         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8470                 return 0;
8471
8472         if (!sds->busiest)
8473                 return 0;
8474
8475         busiest_cpu = sds->busiest->asym_prefer_cpu;
8476         if (sched_asym_prefer(busiest_cpu, env->dst_cpu))
8477                 return 0;
8478
8479         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
8480                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
8481                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
8482
8483         return 1;
8484 }
8485
8486 /**
8487  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
8488  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
8489  *                      load balancing.
8490  * @env: The load balancing environment.
8491  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8492  */
8493 static inline
8494 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8495 {
8496         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
8497         unsigned int imbn = 2;
8498         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
8499         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8500
8501         local = &sds->local_stat;
8502         busiest = &sds->busiest_stat;
8503
8504         if (!local->sum_nr_running)
8505                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
8506         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
8507                 imbn = 1;
8508
8509         scaled_busy_load_per_task =
8510                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8511                 busiest->group_capacity;
8512
8513         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
8514             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
8515                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8516                 return;
8517         }
8518
8519         /*
8520          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
8521          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
8522          * moving them.
8523          */
8524
8525         capa_now += busiest->group_capacity *
8526                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
8527         capa_now += local->group_capacity *
8528                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
8529         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8530
8531         /* Amount of load we'd subtract */
8532         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
8533                 capa_move += busiest->group_capacity *
8534                             min(busiest->load_per_task,
8535                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
8536         }
8537
8538         /* Amount of load we'd add */
8539         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
8540             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
8541                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
8542                       local->group_capacity;
8543         } else {
8544                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8545                       local->group_capacity;
8546         }
8547         capa_move += local->group_capacity *
8548                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
8549         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8550
8551         /* Move if we gain throughput */
8552         if (capa_move > capa_now)
8553                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8554 }
8555
8556 /**
8557  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
8558  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
8559  * @env: load balance environment
8560  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8561  */
8562 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8563 {
8564         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
8565         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8566
8567         local = &sds->local_stat;
8568         busiest = &sds->busiest_stat;
8569
8570         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
8571                 /*
8572                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
8573                  * to ensure CPU-load equilibrium, look at wider averages. XXX
8574                  */
8575                 busiest->load_per_task =
8576                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
8577         }
8578
8579         /*
8580          * Avg load of busiest sg can be less and avg load of local sg can
8581          * be greater than avg load across all sgs of sd because avg load
8582          * factors in sg capacity and sgs with smaller group_type are
8583          * skipped when updating the busiest sg:
8584          */
8585         if (busiest->group_type != group_misfit_task &&
8586             (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
8587              local->avg_load >= sds->avg_load)) {
8588                 env->imbalance = 0;
8589                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8590         }
8591
8592         /*
8593          * If there aren't any idle CPUs, avoid creating some.
8594          */
8595         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
8596             local->group_type   == group_overloaded) {
8597                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running * SCHED_CAPACITY_SCALE;
8598                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity) {
8599                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
8600                         load_above_capacity *= scale_load_down(NICE_0_LOAD);
8601                         load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
8602                 } else
8603                         load_above_capacity = ~0UL;
8604         }
8605
8606         /*
8607          * We're trying to get all the CPUs to the average_load, so we don't
8608          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
8609          * reduce the max loaded CPU below the average load. At the same time,
8610          * we also don't want to reduce the group load below the group
8611          * capacity. Thus we look for the minimum possible imbalance.
8612          */
8613         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
8614
8615         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
8616         env->imbalance = min(
8617                 max_pull * busiest->group_capacity,
8618                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
8619         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
8620
8621         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
8622         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
8623                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
8624                                        busiest->group_misfit_task_load);
8625         }
8626
8627         /*
8628          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
8629          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
8630          * a think about bumping its value to force at least one task to be
8631          * moved
8632          */
8633         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
8634                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8635 }
8636
8637 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
8638
8639 /**
8640  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
8641  * if there is an imbalance.
8642  *
8643  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
8644  * to restore balance.
8645  *
8646  * @env: The load balancing environment.
8647  *
8648  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
8649  */
8650 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
8651 {
8652         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8653         struct sd_lb_stats sds;
8654
8655         init_sd_lb_stats(&sds);
8656
8657         /*
8658          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
8659          * this level.
8660          */
8661         update_sd_lb_stats(env, &sds);
8662
8663         if (static_branch_unlikely(&sched_energy_present)) {
8664                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8665
8666                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
8667                         goto out_balanced;
8668         }
8669
8670         local = &sds.local_stat;
8671         busiest = &sds.busiest_stat;
8672
8673         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
8674         if (check_asym_packing(env, &sds))
8675                 return sds.busiest;
8676
8677         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
8678         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
8679                 goto out_balanced;
8680
8681         /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
8682         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
8683                                                 / sds.total_capacity;
8684
8685         /*
8686          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
8687          * work because they assume all things are equal, which typically
8688          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
8689          */
8690         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
8691                 goto force_balance;
8692
8693         /*
8694          * When dst_cpu is idle, prevent SMP nice and/or asymmetric group
8695          * capacities from resulting in underutilization due to avg_load.
8696          */
8697         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
8698             busiest->group_no_capacity)
8699                 goto force_balance;
8700
8701         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
8702         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
8703                 goto force_balance;
8704
8705         /*
8706          * If the local group is busier than the selected busiest group
8707          * don't try and pull any tasks.
8708          */
8709         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
8710                 goto out_balanced;
8711
8712         /*
8713          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
8714          * average load.
8715          */
8716         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
8717                 goto out_balanced;
8718
8719         if (env->idle == CPU_IDLE) {
8720                 /*
8721                  * This CPU is idle. If the busiest group is not overloaded
8722                  * and there is no imbalance between this and busiest group
8723                  * wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance becomes
8724                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
8725                  * might end up to just move the imbalance on another group
8726                  */
8727                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
8728                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
8729                         goto out_balanced;
8730         } else {
8731                 /*
8732                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
8733                  * imbalance_pct to be conservative.
8734                  */
8735                 if (100 * busiest->avg_load <=
8736                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8737                         goto out_balanced;
8738         }
8739
8740 force_balance:
8741         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8742         env->src_grp_type = busiest->group_type;
8743         calculate_imbalance(env, &sds);
8744         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
8745
8746 out_balanced:
8747         env->imbalance = 0;
8748         return NULL;
8749 }
8750
8751 /*
8752  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
8753  */
8754 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8755                                      struct sched_group *group)
8756 {
8757         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8758         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8759         int i;
8760
8761         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8762                 unsigned long capacity, wl;
8763                 enum fbq_type rt;
8764
8765                 rq = cpu_rq(i);
8766                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8767
8768                 /*
8769                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8770                  *  - regular: there are !numa tasks
8771                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8772                  *  - all:     there is no distinction
8773                  *
8774                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8775                  * ignore those when there's better options.
8776                  *
8777                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8778                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8779                  * queue by moving tasks around inside the node.
8780                  *
8781                  * If we cannot move enough load due to this classification
8782                  * the next pass will adjust the group classification and
8783                  * allow migration of more tasks.
8784                  *
8785                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8786                  */
8787                 if (rt > env->fbq_type)
8788                         continue;
8789
8790                 /*
8791                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we simply
8792                  * seek the "biggest" misfit task.
8793                  */
8794                 if (env->src_grp_type == group_misfit_task) {
8795                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
8796                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
8797                                 busiest = rq;
8798                         }
8799
8800                         continue;
8801                 }
8802
8803                 capacity = capacity_of(i);
8804
8805                 /*
8806                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
8807                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
8808                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
8809                  * average load.
8810                  */
8811                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8812                     capacity_of(env->dst_cpu) < capacity &&
8813                     rq->nr_running == 1)
8814                         continue;
8815
8816                 wl = weighted_cpuload(rq);
8817
8818                 /*
8819                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
8820                  * which is not scaled with the CPU capacity.
8821                  */
8822
8823                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
8824                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
8825                         continue;
8826
8827                 /*
8828                  * For the load comparisons with the other CPU's, consider
8829                  * the weighted_cpuload() scaled with the CPU capacity, so
8830                  * that the load can be moved away from the CPU that is
8831                  * potentially running at a lower capacity.
8832                  *
8833                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
8834                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
8835                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
8836                  * our previous maximum.
8837                  */
8838                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8839                         busiest_load = wl;
8840                         busiest_capacity = capacity;
8841                         busiest = rq;
8842                 }
8843         }
8844
8845         return busiest;
8846 }
8847
8848 /*
8849  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8850  * so long as it is large enough.
8851  */
8852 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8853
8854 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8855 {
8856         struct sched_domain *sd = env->sd;
8857
8858         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
8859
8860                 /*
8861                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8862                  * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
8863                  * highest priority CPUs.
8864                  */
8865                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
8866                     sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu))
8867                         return 1;
8868         }
8869
8870         /*
8871          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8872          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8873          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8874          * available on dst_cpu.
8875          */
8876         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8877             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8878                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8879                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8880                         return 1;
8881         }
8882
8883         if (env->src_grp_type == group_misfit_task)
8884                 return 1;
8885
8886         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8887 }
8888
8889 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8890
8891 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8892 {
8893         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8894         int cpu, balance_cpu = -1;
8895
8896         /*
8897          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
8898          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
8899          */
8900         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
8901                 return 0;
8902
8903         /*
8904          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
8905          * to do the newly idle load balance.
8906          */
8907         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8908                 return 1;
8909
8910         /* Try to find first idle CPU */
8911         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
8912                 if (!idle_cpu(cpu))
8913                         continue;
8914
8915                 balance_cpu = cpu;
8916                 break;
8917         }
8918
8919         if (balance_cpu == -1)
8920                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8921
8922         /*
8923          * First idle CPU or the first CPU(busiest) in this sched group
8924          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8925          */
8926         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8927 }
8928
8929 /*
8930  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8931  * tasks if there is an imbalance.
8932  */
8933 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8934                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8935                         int *continue_balancing)
8936 {
8937         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8938         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8939         struct sched_group *group;
8940         struct rq *busiest;
8941         struct rq_flags rf;
8942         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8943
8944         struct lb_env env = {
8945                 .sd             = sd,
8946                 .dst_cpu        = this_cpu,
8947                 .dst_rq         = this_rq,
8948                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
8949                 .idle           = idle,
8950                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8951                 .cpus           = cpus,
8952                 .fbq_type       = all,
8953                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8954         };
8955
8956         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
8957
8958         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
8959
8960 redo:
8961         if (!should_we_balance(&env)) {
8962                 *continue_balancing = 0;
8963                 goto out_balanced;
8964         }
8965
8966         group = find_busiest_group(&env);
8967         if (!group) {
8968                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
8969                 goto out_balanced;
8970         }
8971
8972         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8973         if (!busiest) {
8974                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
8975                 goto out_balanced;
8976         }
8977
8978         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8979
8980         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8981
8982         env.src_cpu = busiest->cpu;
8983         env.src_rq = busiest;
8984
8985         ld_moved = 0;
8986         if (busiest->nr_running > 1) {
8987                 /*
8988                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8989                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8990                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8991                  * correctly treated as an imbalance.
8992                  */
8993                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8994                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8995
8996 more_balance:
8997                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
8998                 update_rq_clock(busiest);
8999
9000                 /*
9001                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
9002                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
9003                  */
9004                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
9005
9006                 /*
9007                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
9008                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
9009                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
9010                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
9011                  * See task_rq_lock() family for the details.
9012                  */
9013
9014                 rq_unlock(busiest, &rf);
9015
9016                 if (cur_ld_moved) {
9017                         attach_tasks(&env);
9018                         ld_moved += cur_ld_moved;
9019                 }
9020
9021                 local_irq_restore(rf.flags);
9022
9023                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
9024                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
9025                         goto more_balance;
9026                 }
9027
9028                 /*
9029                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
9030                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
9031                  * where they can run. The upper limit on how many times we
9032                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
9033                  * sched_group.
9034                  *
9035                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
9036                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
9037                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
9038                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
9039                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
9040                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
9041                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
9042                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
9043                  * This however should not happen so much in practice and
9044                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
9045                  * excess load moved.
9046                  */
9047                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
9048
9049                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
9050                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
9051
9052                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
9053                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
9054                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
9055                         env.loop         = 0;
9056                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
9057
9058                         /*
9059                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
9060                          * need to continue with same src_cpu.
9061                          */
9062                         goto more_balance;
9063                 }
9064
9065                 /*
9066                  * We failed to reach balance because of affinity.
9067                  */
9068                 if (sd_parent) {
9069                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9070
9071                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
9072                                 *group_imbalance = 1;
9073                 }
9074
9075                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
9076                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9077                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
9078                         /*
9079                          * Attempting to continue load balancing at the current
9080                          * sched_domain level only makes sense if there are
9081                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
9082                          * pull load from which are not contained within the
9083                          * destination group that is receiving any migrated
9084                          * load.
9085                          */
9086                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
9087                                 env.loop = 0;
9088                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
9089                                 goto redo;
9090                         }
9091                         goto out_all_pinned;
9092                 }
9093         }
9094
9095         if (!ld_moved) {
9096                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
9097                 /*
9098                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
9099                  * We do not want newidle balance, which can be very
9100                  * frequent, pollute the failure counter causing
9101                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
9102                  */
9103                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
9104                         sd->nr_balance_failed++;
9105
9106                 if (need_active_balance(&env)) {
9107                         unsigned long flags;
9108
9109                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
9110
9111                         /*
9112                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
9113                          * if the curr task on busiest CPU can't be
9114                          * moved to this_cpu:
9115                          */
9116                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
9117                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
9118                                                             flags);
9119                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9120                                 goto out_one_pinned;
9121                         }
9122
9123                         /*
9124                          * ->active_balance synchronizes accesses to
9125                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
9126                          * only after active load balance is finished.
9127                          */
9128                         if (!busiest->active_balance) {
9129                                 busiest->active_balance = 1;
9130                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
9131                                 active_balance = 1;
9132                         }
9133                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
9134
9135                         if (active_balance) {
9136                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
9137                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
9138                                         &busiest->active_balance_work);
9139                         }
9140
9141                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
9142                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
9143                 }
9144         } else
9145                 sd->nr_balance_failed = 0;
9146
9147         if (likely(!active_balance)) {
9148                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
9149                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
9150         } else {
9151                 /*
9152                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
9153                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
9154                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
9155                  * detach_tasks).
9156                  */
9157                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
9158                         sd->balance_interval *= 2;
9159         }
9160
9161         goto out;
9162
9163 out_balanced:
9164         /*
9165          * We reach balance although we may have faced some affinity
9166          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
9167          */
9168         if (sd_parent) {
9169                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9170
9171                 if (*group_imbalance)
9172                         *group_imbalance = 0;
9173         }
9174
9175 out_all_pinned:
9176         /*
9177          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9178          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9179          * can try to migrate them.
9180          */
9181         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9182
9183         sd->nr_balance_failed = 0;
9184
9185 out_one_pinned:
9186         ld_moved = 0;
9187
9188         /*
9189          * idle_balance() disregards balance intervals, so we could repeatedly
9190          * reach this code, which would lead to balance_interval skyrocketting
9191          * in a short amount of time. Skip the balance_interval increase logic
9192          * to avoid that.
9193          */
9194         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9195                 goto out;
9196
9197         /* tune up the balancing interval */
9198         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
9199              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
9200             sd->balance_interval < sd->max_interval)
9201                 sd->balance_interval *= 2;
9202 out:
9203         return ld_moved;
9204 }
9205
9206 static inline unsigned long
9207 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
9208 {
9209         unsigned long interval = sd->balance_interval;
9210
9211         if (cpu_busy)
9212                 interval *= sd->busy_factor;
9213
9214         /* scale ms to jiffies */
9215         interval = msecs_to_jiffies(interval);
9216         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9217
9218         return interval;
9219 }
9220
9221 static inline void
9222 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
9223 {
9224         unsigned long interval, next;
9225
9226         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
9227         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
9228         next = sd->last_balance + interval;
9229
9230         if (time_after(*next_balance, next))
9231                 *next_balance = next;
9232 }
9233
9234 /*
9235  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
9236  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9237  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9238  * avoids physical / logical imbalances.
9239  */
9240 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9241 {
9242         struct rq *busiest_rq = data;
9243         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9244         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9245         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9246         struct sched_domain *sd;
9247         struct task_struct *p = NULL;
9248         struct rq_flags rf;
9249
9250         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
9251         /*
9252          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
9253          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
9254          * inactive CPUs.
9255          */
9256         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
9257                 goto out_unlock;
9258
9259         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
9260         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9261                      !busiest_rq->active_balance))
9262                 goto out_unlock;
9263
9264         /* Is there any task to move? */
9265         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9266                 goto out_unlock;
9267
9268         /*
9269          * This condition is "impossible", if it occurs
9270          * we need to fix it. Originally reported by
9271          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
9272          */
9273         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9274
9275         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9276         rcu_read_lock();
9277         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9278                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
9279                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9280                                 break;
9281         }
9282
9283         if (likely(sd)) {
9284                 struct lb_env env = {
9285                         .sd             = sd,
9286                         .dst_cpu        = target_cpu,
9287                         .dst_rq         = target_rq,
9288                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9289                         .src_rq         = busiest_rq,
9290                         .idle           = CPU_IDLE,
9291                         /*
9292                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
9293                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
9294                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
9295                          * about DST_PINNED.
9296                          */
9297                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
9298                 };
9299
9300                 schedstat_inc(sd->alb_count);
9301                 update_rq_clock(busiest_rq);
9302
9303                 p = detach_one_task(&env);
9304                 if (p) {
9305                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
9306                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
9307                         sd->nr_balance_failed = 0;
9308                 } else {
9309                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
9310                 }
9311         }
9312         rcu_read_unlock();
9313 out_unlock:
9314         busiest_rq->active_balance = 0;
9315         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
9316
9317         if (p)
9318                 attach_one_task(target_rq, p);
9319
9320         local_irq_enable();
9321
9322         return 0;
9323 }
9324
9325 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
9326
9327 /*
9328  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
9329  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
9330  */
9331 void update_max_interval(void)
9332 {
9333         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
9334 }
9335
9336 /*
9337  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
9338  * and initiates a balancing operation if so.
9339  *
9340  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
9341  */
9342 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
9343 {
9344         int continue_balancing = 1;
9345         int cpu = rq->cpu;
9346         unsigned long interval;
9347         struct sched_domain *sd;
9348         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9349         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
9350         int update_next_balance = 0;
9351         int need_serialize, need_decay = 0;
9352         u64 max_cost = 0;
9353
9354         rcu_read_lock();
9355         for_each_domain(cpu, sd) {
9356                 /*
9357                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
9358                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
9359                  */
9360                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
9361                         sd->max_newidle_lb_cost =
9362                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
9363                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
9364                         need_decay = 1;
9365                 }
9366                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
9367
9368                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9369                         continue;
9370
9371                 /*
9372                  * Stop the load balance at this level. There is another
9373                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
9374                  * actively.
9375                  */
9376                 if (!continue_balancing) {
9377                         if (need_decay)
9378                                 continue;
9379                         break;
9380                 }
9381
9382                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9383
9384                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
9385                 if (need_serialize) {
9386                         if (!spin_trylock(&balancing))
9387                                 goto out;
9388                 }
9389
9390                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
9391                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
9392                                 /*
9393                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
9394                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
9395                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
9396                                  */
9397                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9398                         }
9399                         sd->last_balance = jiffies;
9400                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9401                 }
9402                 if (need_serialize)
9403                         spin_unlock(&balancing);
9404 out:
9405                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
9406                         next_balance = sd->last_balance + interval;
9407                         update_next_balance = 1;
9408                 }
9409         }
9410         if (need_decay) {
9411                 /*
9412                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
9413                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
9414                  */
9415                 rq->max_idle_balance_cost =
9416                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
9417         }
9418         rcu_read_unlock();
9419
9420         /*
9421          * next_balance will be updated only when there is a need.
9422          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
9423          * updated.
9424          */
9425         if (likely(update_next_balance)) {
9426                 rq->next_balance = next_balance;
9427
9428 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9429                 /*
9430                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
9431                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
9432                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
9433                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
9434                  * balance for itself and we need to update the
9435                  * nohz.next_balance accordingly.
9436                  */
9437                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
9438                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
9439 #endif
9440         }
9441 }
9442
9443 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
9444 {
9445         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
9446 }
9447
9448 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9449 /*
9450  * idle load balancing details
9451  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
9452  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
9453  *   load balancing for all the idle CPUs.
9454  */
9455
9456 static inline int find_new_ilb(void)
9457 {
9458         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
9459
9460         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
9461                 return ilb;
9462
9463         return nr_cpu_ids;
9464 }
9465
9466 /*
9467  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
9468  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
9469  * CPU (if there is one).
9470  */
9471 static void kick_ilb(unsigned int flags)
9472 {
9473         int ilb_cpu;
9474
9475         nohz.next_balance++;
9476
9477         ilb_cpu = find_new_ilb();
9478
9479         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
9480                 return;
9481
9482         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
9483         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
9484                 return;
9485
9486         /*
9487          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
9488          * This way we generate a sched IPI on the target CPU which
9489          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
9490          * will be run before returning from the IPI.
9491          */
9492         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
9493 }
9494
9495 /*
9496  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
9497  * of an idle cpu in the system.
9498  *   - This rq has more than one task.
9499  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
9500  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
9501  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
9502  *     multiple busy cpu.
9503  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
9504  *     domain span are idle.
9505  */
9506 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
9507 {
9508         unsigned long now = jiffies;
9509         struct sched_domain_shared *sds;
9510         struct sched_domain *sd;
9511         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
9512         unsigned int flags = 0;
9513
9514         if (unlikely(rq->idle_balance))
9515                 return;
9516
9517         /*
9518          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9519          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9520          */
9521         nohz_balance_exit_idle(rq);
9522
9523         /*
9524          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9525          * balancing.
9526          */
9527         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9528                 return;
9529
9530         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
9531             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9532                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
9533
9534         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9535                 goto out;
9536
9537         if (rq->nr_running >= 2 || rq->misfit_task_load) {
9538                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9539                 goto out;
9540         }
9541
9542         rcu_read_lock();
9543         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
9544         if (sds) {
9545                 /*
9546                  * XXX: write a coherent comment on why we do this.
9547                  * See also: http://lkml.kernel.org/r/20111202010832.602203411@sbsiddha-desk.sc.intel.com
9548                  */
9549                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
9550                 if (nr_busy > 1) {
9551                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9552                         goto unlock;
9553                 }
9554
9555         }
9556
9557         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9558         if (sd) {
9559                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
9560                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9561                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9562                         goto unlock;
9563                 }
9564         }
9565
9566         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
9567         if (sd) {
9568                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
9569                         if (i == cpu ||
9570                             !cpumask_test_cpu(i, nohz.idle_cpus_mask))
9571                                 continue;
9572
9573                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
9574                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9575                                 goto unlock;
9576                         }
9577                 }
9578         }
9579 unlock:
9580         rcu_read_unlock();
9581 out:
9582         if (flags)
9583                 kick_ilb(flags);
9584 }
9585
9586 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
9587 {
9588         struct sched_domain *sd;
9589
9590         rcu_read_lock();
9591         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9592
9593         if (!sd || !sd->nohz_idle)
9594                 goto unlock;
9595         sd->nohz_idle = 0;
9596
9597         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9598 unlock:
9599         rcu_read_unlock();
9600 }
9601
9602 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
9603 {
9604         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
9605
9606         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
9607                 return;
9608
9609         rq->nohz_tick_stopped = 0;
9610         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9611         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
9612
9613         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
9614 }
9615
9616 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
9617 {
9618         struct sched_domain *sd;
9619
9620         rcu_read_lock();
9621         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9622
9623         if (!sd || sd->nohz_idle)
9624                 goto unlock;
9625         sd->nohz_idle = 1;
9626
9627         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9628 unlock:
9629         rcu_read_unlock();
9630 }
9631
9632 /*
9633  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
9634  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
9635  */
9636 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
9637 {
9638         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9639
9640         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
9641
9642         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
9643         if (!cpu_active(cpu))
9644                 return;
9645
9646         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
9647         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
9648                 return;
9649
9650         /*
9651          * Can be set safely without rq->lock held
9652          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
9653          * rq->lock is held during the check and the clear
9654          */
9655         rq->has_blocked_load = 1;
9656
9657         /*
9658          * The tick is still stopped but load could have been added in the
9659          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
9660          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
9661          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
9662          */
9663         if (rq->nohz_tick_stopped)
9664                 goto out;
9665
9666         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
9667         if (on_null_domain(rq))
9668                 return;
9669
9670         rq->nohz_tick_stopped = 1;
9671
9672         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9673         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
9674
9675         /*
9676          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
9677          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
9678          * store.
9679          */
9680         smp_mb__after_atomic();
9681
9682         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
9683
9684 out:
9685         /*
9686          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
9687          * enable the periodic update of the load of idle cpus
9688          */
9689         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9690 }
9691
9692 /*
9693  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
9694  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
9695  * tasks movement depending of flags.
9696  * The function returns false if the loop has stopped before running
9697  * through all idle CPUs.
9698  */
9699 static bool _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
9700                                enum cpu_idle_type idle)
9701 {
9702         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9703         unsigned long now = jiffies;
9704         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
9705         bool has_blocked_load = false;
9706         int update_next_balance = 0;
9707         int this_cpu = this_rq->cpu;
9708         int balance_cpu;
9709         int ret = false;
9710         struct rq *rq;
9711
9712         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
9713
9714         /*
9715          * We assume there will be no idle load after this update and clear
9716          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
9717          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
9718          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
9719          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
9720          * check the load of an idle cpu.
9721          */
9722         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
9723
9724         /*
9725          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
9726          * store from nohz_balance_enter_idle().
9727          */
9728         smp_mb();
9729
9730         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
9731                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
9732                         continue;
9733
9734                 /*
9735                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
9736                  * work being done for other CPUs. Next load
9737                  * balancing owner will pick it up.
9738                  */
9739                 if (need_resched()) {
9740                         has_blocked_load = true;
9741                         goto abort;
9742                 }
9743
9744                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
9745
9746                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq, true);
9747
9748                 /*
9749                  * If time for next balance is due,
9750                  * do the balance.
9751                  */
9752                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
9753                         struct rq_flags rf;
9754
9755                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9756                         update_rq_clock(rq);
9757                         cpu_load_update_idle(rq);
9758                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9759
9760                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9761                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
9762                 }
9763
9764                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
9765                         next_balance = rq->next_balance;
9766                         update_next_balance = 1;
9767                 }
9768         }
9769
9770         /* Newly idle CPU doesn't need an update */
9771         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
9772                 update_blocked_averages(this_cpu);
9773                 has_blocked_load |= this_rq->has_blocked_load;
9774         }
9775
9776         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9777                 rebalance_domains(this_rq, CPU_IDLE);
9778
9779         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
9780                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
9781
9782         /* The full idle balance loop has been done */
9783         ret = true;
9784
9785 abort:
9786         /* There is still blocked load, enable periodic update */
9787         if (has_blocked_load)
9788                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9789
9790         /*
9791          * next_balance will be updated only when there is a need.
9792          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
9793          * updated.
9794          */
9795         if (likely(update_next_balance))
9796                 nohz.next_balance = next_balance;
9797
9798         return ret;
9799 }
9800
9801 /*
9802  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
9803  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
9804  */
9805 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9806 {
9807         int this_cpu = this_rq->cpu;
9808         unsigned int flags;
9809
9810         if (!(atomic_read(nohz_flags(this_cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
9811                 return false;
9812
9813         if (idle != CPU_IDLE) {
9814                 atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9815                 return false;
9816         }
9817
9818         /* could be _relaxed() */
9819         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9820         if (!(flags & NOHZ_KICK_MASK))
9821                 return false;
9822
9823         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
9824
9825         return true;
9826 }
9827
9828 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
9829 {
9830         int this_cpu = this_rq->cpu;
9831
9832         /*
9833          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
9834          * housekeeping
9835          */
9836         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
9837                 return;
9838
9839         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
9840         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
9841                 return;
9842
9843         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
9844         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
9845             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9846                 return;
9847
9848         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9849         /*
9850          * This CPU is going to be idle and blocked load of idle CPUs
9851          * need to be updated. Run the ilb locally as it is a good
9852          * candidate for ilb instead of waking up another idle CPU.
9853          * Kick an normal ilb if we failed to do the update.
9854          */
9855         if (!_nohz_idle_balance(this_rq, NOHZ_STATS_KICK, CPU_NEWLY_IDLE))
9856                 kick_ilb(NOHZ_STATS_KICK);
9857         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9858 }
9859
9860 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9861 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
9862
9863 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9864 {
9865         return false;
9866 }
9867
9868 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
9869 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9870
9871 /*
9872  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
9873  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
9874  */
9875 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
9876 {
9877         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
9878         int this_cpu = this_rq->cpu;
9879         struct sched_domain *sd;
9880         int pulled_task = 0;
9881         u64 curr_cost = 0;
9882
9883         /*
9884          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
9885          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
9886          */
9887         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
9888
9889         /*
9890          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
9891          */
9892         if (!cpu_active(this_cpu))
9893                 return 0;
9894
9895         /*
9896          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
9897          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
9898          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
9899          * re-start the picking loop.
9900          */
9901         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
9902
9903         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
9904             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
9905
9906                 rcu_read_lock();
9907                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
9908                 if (sd)
9909                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9910                 rcu_read_unlock();
9911
9912                 nohz_newidle_balance(this_rq);
9913
9914                 goto out;
9915         }
9916
9917         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9918
9919         update_blocked_averages(this_cpu);
9920         rcu_read_lock();
9921         for_each_domain(this_cpu, sd) {
9922                 int continue_balancing = 1;
9923                 u64 t0, domain_cost;
9924
9925                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9926                         continue;
9927
9928                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
9929                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9930                         break;
9931                 }
9932
9933                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
9934                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
9935
9936                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
9937                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
9938                                                    &continue_balancing);
9939
9940                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
9941                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
9942                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
9943
9944                         curr_cost += domain_cost;
9945                 }
9946
9947                 update_next_balance(sd, &next_balance);
9948
9949                 /*
9950                  * Stop searching for tasks to pull if there are
9951                  * now runnable tasks on this rq.
9952                  */
9953                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
9954                         break;
9955         }
9956         rcu_read_unlock();
9957
9958         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9959
9960         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
9961                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
9962
9963 out:
9964         /*
9965          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
9966          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
9967          * pretend we pulled a task.
9968          */
9969         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
9970                 pulled_task = 1;
9971
9972         /* Move the next balance forward */
9973         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
9974                 this_rq->next_balance = next_balance;
9975
9976         /* Is there a task of a high priority class? */
9977         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
9978                 pulled_task = -1;
9979
9980         if (pulled_task)
9981                 this_rq->idle_stamp = 0;
9982
9983         rq_repin_lock(this_rq, rf);
9984
9985         return pulled_task;
9986 }
9987
9988 /*
9989  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
9990  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
9991  */
9992 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
9993 {
9994         struct rq *this_rq = this_rq();
9995         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
9996                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9997
9998         /*
9999          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
10000          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
10001          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
10002          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
10003          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
10004          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
10005          */
10006         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
10007                 return;
10008
10009         /* normal load balance */
10010         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
10011         rebalance_domains(this_rq, idle);
10012 }
10013
10014 /*
10015  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
10016  */
10017 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
10018 {
10019         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
10020         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
10021                 return;
10022
10023         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
10024                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
10025
10026         nohz_balancer_kick(rq);
10027 }
10028
10029 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
10030 {
10031         update_sysctl();
10032
10033         update_runtime_enabled(rq);
10034 }
10035
10036 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
10037 {
10038         update_sysctl();
10039
10040         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
10041         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
10042 }
10043
10044 #endif /* CONFIG_SMP */
10045
10046 /*
10047  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
10048  *
10049  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
10050  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
10051  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
10052  * parameters.
10053  */
10054 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
10055 {
10056         struct cfs_rq *cfs_rq;
10057         struct sched_entity *se = &curr->se;
10058
10059         for_each_sched_entity(se) {
10060                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10061                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
10062         }
10063
10064         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
10065                 task_tick_numa(rq, curr);
10066
10067         update_misfit_status(curr, rq);
10068         update_overutilized_status(task_rq(curr));
10069 }
10070
10071 /*
10072  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
10073  *  - child not yet on the tasklist
10074  *  - preemption disabled
10075  */
10076 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
10077 {
10078         struct cfs_rq *cfs_rq;
10079         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
10080         struct rq *rq = this_rq();
10081         struct rq_flags rf;
10082
10083         rq_lock(rq, &rf);
10084         update_rq_clock(rq);
10085
10086         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
10087         curr = cfs_rq->curr;
10088         if (curr) {
10089                 update_curr(cfs_rq);
10090                 se->vruntime = curr->vruntime;
10091         }
10092         place_entity(cfs_rq, se, 1);
10093
10094         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
10095                 /*
10096                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
10097                  * 'current' within the tree based on its new key value.
10098                  */
10099                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
10100                 resched_curr(rq);
10101         }
10102
10103         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10104         rq_unlock(rq, &rf);
10105 }
10106
10107 /*
10108  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
10109  * the current task.
10110  */
10111 static void
10112 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
10113 {
10114         if (!task_on_rq_queued(p))
10115                 return;
10116
10117         /*
10118          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
10119          * our priority decreased, or if we are not currently running on
10120          * this runqueue and our priority is higher than the current's
10121          */
10122         if (rq->curr == p) {
10123                 if (p->prio > oldprio)
10124                         resched_curr(rq);
10125         } else
10126                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
10127 }
10128
10129 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
10130 {
10131         struct sched_entity *se = &p->se;
10132
10133         /*
10134          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
10135          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
10136          * vruntime.
10137          */
10138         if (p->on_rq)
10139                 return true;
10140
10141         /*
10142          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
10143          * But there are some cases where it has already been normalized:
10144          *
10145          * - A forked child which is waiting for being woken up by
10146          *   wake_up_new_task().
10147          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
10148          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
10149          */
10150         if (!se->sum_exec_runtime ||
10151             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
10152                 return true;
10153
10154         return false;
10155 }
10156
10157 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10158 /*
10159  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
10160  * visible to the root
10161  */
10162 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10163 {
10164         struct cfs_rq *cfs_rq;
10165
10166         /* Start to propagate at parent */
10167         se = se->parent;
10168
10169         for_each_sched_entity(se) {
10170                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10171
10172                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
10173                         break;
10174
10175                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
10176         }
10177 }
10178 #else
10179 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
10180 #endif
10181
10182 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10183 {
10184         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10185
10186         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
10187         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10188         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10189         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10190         propagate_entity_cfs_rq(se);
10191 }
10192
10193 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10194 {
10195         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10196
10197 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10198         /*
10199          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
10200          * class maintain depth value), reset depth properly.
10201          */
10202         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10203 #endif
10204
10205         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
10206         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
10207         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10208         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10209         propagate_entity_cfs_rq(se);
10210 }
10211
10212 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10213 {
10214         struct sched_entity *se = &p->se;
10215         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10216
10217         if (!vruntime_normalized(p)) {
10218                 /*
10219                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
10220                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
10221                  */
10222                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
10223                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10224         }
10225
10226         detach_entity_cfs_rq(se);
10227 }
10228
10229 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10230 {
10231         struct sched_entity *se = &p->se;
10232         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10233
10234         attach_entity_cfs_rq(se);
10235
10236         if (!vruntime_normalized(p))
10237                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
10238 }
10239
10240 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10241 {
10242         detach_task_cfs_rq(p);
10243 }
10244
10245 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10246 {
10247         attach_task_cfs_rq(p);
10248
10249         if (task_on_rq_queued(p)) {
10250                 /*
10251                  * We were most likely switched from sched_rt, so
10252                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
10253                  * if we can still preempt the current task.
10254                  */
10255                 if (rq->curr == p)
10256                         resched_curr(rq);
10257                 else
10258                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
10259         }
10260 }
10261
10262 /* Account for a task changing its policy or group.
10263  *
10264  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
10265  * migrates between groups/classes.
10266  */
10267 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
10268 {
10269         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
10270
10271         for_each_sched_entity(se) {
10272                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10273
10274                 set_next_entity(cfs_rq, se);
10275                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
10276                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
10277         }
10278 }
10279
10280 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
10281 {
10282         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
10283         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
10284 #ifndef CONFIG_64BIT
10285         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
10286 #endif
10287 #ifdef CONFIG_SMP
10288         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
10289 #endif
10290 }
10291
10292 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10293 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
10294 {
10295         struct sched_entity *se = &p->se;
10296
10297         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10298         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10299 }
10300
10301 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
10302 {
10303         detach_task_cfs_rq(p);
10304         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10305
10306 #ifdef CONFIG_SMP
10307         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
10308         p->se.avg.last_update_time = 0;
10309 #endif
10310         attach_task_cfs_rq(p);
10311 }
10312
10313 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
10314 {
10315         switch (type) {
10316         case TASK_SET_GROUP:
10317                 task_set_group_fair(p);
10318                 break;
10319
10320         case TASK_MOVE_GROUP:
10321                 task_move_group_fair(p);
10322                 break;
10323         }
10324 }
10325
10326 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10327 {
10328         int i;
10329
10330         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10331
10332         for_each_possible_cpu(i) {
10333                 if (tg->cfs_rq)
10334                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
10335                 if (tg->se)
10336                         kfree(tg->se[i]);
10337         }
10338
10339         kfree(tg->cfs_rq);
10340         kfree(tg->se);
10341 }
10342
10343 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10344 {
10345         struct sched_entity *se;
10346         struct cfs_rq *cfs_rq;
10347         int i;
10348
10349         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
10350         if (!tg->cfs_rq)
10351                 goto err;
10352         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
10353         if (!tg->se)
10354                 goto err;
10355
10356         tg->shares = NICE_0_LOAD;
10357
10358         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10359
10360         for_each_possible_cpu(i) {
10361                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
10362                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10363                 if (!cfs_rq)
10364                         goto err;
10365
10366                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
10367                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10368                 if (!se)
10369                         goto err_free_rq;
10370
10371                 init_cfs_rq(cfs_rq);
10372                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
10373                 init_entity_runnable_average(se);
10374         }
10375
10376         return 1;
10377
10378 err_free_rq:
10379         kfree(cfs_rq);
10380 err:
10381         return 0;
10382 }
10383
10384 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10385 {
10386         struct sched_entity *se;
10387         struct rq *rq;
10388         int i;
10389
10390         for_each_possible_cpu(i) {
10391                 rq = cpu_rq(i);
10392                 se = tg->se[i];
10393
10394                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
10395                 update_rq_clock(rq);
10396                 attach_entity_cfs_rq(se);
10397                 sync_throttle(tg, i);
10398                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
10399         }
10400 }
10401
10402 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10403 {
10404         unsigned long flags;
10405         struct rq *rq;
10406         int cpu;
10407
10408         for_each_possible_cpu(cpu) {
10409                 if (tg->se[cpu])
10410                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
10411
10412                 /*
10413                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
10414                  * check on_list without danger of it being re-added.
10415                  */
10416                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
10417                         continue;
10418
10419                 rq = cpu_rq(cpu);
10420
10421                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
10422                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
10423                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
10424         }
10425 }
10426
10427 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
10428                         struct sched_entity *se, int cpu,
10429                         struct sched_entity *parent)
10430 {
10431         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10432
10433         cfs_rq->tg = tg;
10434         cfs_rq->rq = rq;
10435         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
10436
10437         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
10438         tg->se[cpu] = se;
10439
10440         /* se could be NULL for root_task_group */
10441         if (!se)
10442                 return;
10443
10444         if (!parent) {
10445                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
10446                 se->depth = 0;
10447         } else {
10448                 se->cfs_rq = parent->my_q;
10449                 se->depth = parent->depth + 1;
10450         }
10451
10452         se->my_q = cfs_rq;
10453         /* guarantee group entities always have weight */
10454         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
10455         se->parent = parent;
10456 }
10457
10458 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
10459
10460 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
10461 {
10462         int i;
10463
10464         /*
10465          * We can't change the weight of the root cgroup.
10466          */
10467         if (!tg->se[0])
10468                 return -EINVAL;
10469
10470         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
10471
10472         mutex_lock(&shares_mutex);
10473         if (tg->shares == shares)
10474                 goto done;
10475
10476         tg->shares = shares;
10477         for_each_possible_cpu(i) {
10478                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
10479                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
10480                 struct rq_flags rf;
10481
10482                 /* Propagate contribution to hierarchy */
10483                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10484                 update_rq_clock(rq);
10485                 for_each_sched_entity(se) {
10486                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
10487                         update_cfs_group(se);
10488                 }
10489                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10490         }
10491
10492 done:
10493         mutex_unlock(&shares_mutex);
10494         return 0;
10495 }
10496 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10497
10498 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10499
10500 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10501 {
10502         return 1;
10503 }
10504
10505 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10506
10507 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10508
10509 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10510
10511
10512 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
10513 {
10514         struct sched_entity *se = &task->se;
10515         unsigned int rr_interval = 0;
10516
10517         /*
10518          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
10519          * idle runqueue:
10520          */
10521         if (rq->cfs.load.weight)
10522                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
10523
10524         return rr_interval;
10525 }
10526
10527 /*
10528  * All the scheduling class methods:
10529  */
10530 const struct sched_class fair_sched_class = {
10531         .next                   = &idle_sched_class,
10532         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
10533         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
10534         .yield_task             = yield_task_fair,
10535         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
10536
10537         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
10538
10539         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
10540         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
10541
10542 #ifdef CONFIG_SMP
10543         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
10544         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
10545
10546         .rq_online              = rq_online_fair,
10547         .rq_offline             = rq_offline_fair,
10548
10549         .task_dead              = task_dead_fair,
10550         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
10551 #endif
10552
10553         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
10554         .task_tick              = task_tick_fair,
10555         .task_fork              = task_fork_fair,
10556
10557         .prio_changed           = prio_changed_fair,
10558         .switched_from          = switched_from_fair,
10559         .switched_to            = switched_to_fair,
10560
10561         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
10562
10563         .update_curr            = update_curr_fair,
10564
10565 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10566         .task_change_group      = task_change_group_fair,
10567 #endif
10568 };
10569
10570 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
10571 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
10572 {
10573         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
10574
10575         rcu_read_lock();
10576         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
10577                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
10578         rcu_read_unlock();
10579 }
10580
10581 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10582 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
10583 {
10584         int node;
10585         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
10586
10587         for_each_online_node(node) {
10588                 if (p->numa_faults) {
10589                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
10590                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10591                 }
10592                 if (p->numa_group) {
10593                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
10594                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10595                 }
10596                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
10597         }
10598 }
10599 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10600 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
10601
10602 __init void init_sched_fair_class(void)
10603 {
10604 #ifdef CONFIG_SMP
10605         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
10606
10607 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10608         nohz.next_balance = jiffies;
10609         nohz.next_blocked = jiffies;
10610         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
10611 #endif
10612 #endif /* SMP */
10613
10614 }