sched/fair: Rework find_idlest_group()
[linux-2.6-block.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  *
101  * (default: ~20%)
102  */
103 #define fits_capacity(cap, max) ((cap) * 1280 < (max) * 1024)
104
105 #endif
106
107 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
108 /*
109  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
110  * each time a cfs_rq requests quota.
111  *
112  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
113  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
114  * we will always only issue the remaining available time.
115  *
116  * (default: 5 msec, units: microseconds)
117  */
118 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
119 #endif
120
121 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
122 {
123         lw->weight += inc;
124         lw->inv_weight = 0;
125 }
126
127 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
128 {
129         lw->weight -= dec;
130         lw->inv_weight = 0;
131 }
132
133 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
134 {
135         lw->weight = w;
136         lw->inv_weight = 0;
137 }
138
139 /*
140  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
141  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
142  * to users decreases. But the relationship is not linear,
143  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
144  * number of CPUs.
145  *
146  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
147  */
148 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
149 {
150         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
151         unsigned int factor;
152
153         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
154         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
155                 factor = 1;
156                 break;
157         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
158                 factor = cpus;
159                 break;
160         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
161         default:
162                 factor = 1 + ilog2(cpus);
163                 break;
164         }
165
166         return factor;
167 }
168
169 static void update_sysctl(void)
170 {
171         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
172
173 #define SET_SYSCTL(name) \
174         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
175         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
176         SET_SYSCTL(sched_latency);
177         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
178 #undef SET_SYSCTL
179 }
180
181 void sched_init_granularity(void)
182 {
183         update_sysctl();
184 }
185
186 #define WMULT_CONST     (~0U)
187 #define WMULT_SHIFT     32
188
189 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
190 {
191         unsigned long w;
192
193         if (likely(lw->inv_weight))
194                 return;
195
196         w = scale_load_down(lw->weight);
197
198         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
199                 lw->inv_weight = 1;
200         else if (unlikely(!w))
201                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
202         else
203                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
204 }
205
206 /*
207  * delta_exec * weight / lw.weight
208  *   OR
209  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
210  *
211  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
212  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
213  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
214  *
215  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
216  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
217  */
218 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
219 {
220         u64 fact = scale_load_down(weight);
221         int shift = WMULT_SHIFT;
222
223         __update_inv_weight(lw);
224
225         if (unlikely(fact >> 32)) {
226                 while (fact >> 32) {
227                         fact >>= 1;
228                         shift--;
229                 }
230         }
231
232         /* hint to use a 32x32->64 mul */
233         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
234
235         while (fact >> 32) {
236                 fact >>= 1;
237                 shift--;
238         }
239
240         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
241 }
242
243
244 const struct sched_class fair_sched_class;
245
246 /**************************************************************
247  * CFS operations on generic schedulable entities:
248  */
249
250 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
251 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
252 {
253         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
254         return container_of(se, struct task_struct, se);
255 }
256
257 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
258 #define for_each_sched_entity(se) \
259                 for (; se; se = se->parent)
260
261 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
262 {
263         return p->se.cfs_rq;
264 }
265
266 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
267 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
268 {
269         return se->cfs_rq;
270 }
271
272 /* runqueue "owned" by this group */
273 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
274 {
275         return grp->my_q;
276 }
277
278 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
279 {
280         if (!path)
281                 return;
282
283         if (cfs_rq && task_group_is_autogroup(cfs_rq->tg))
284                 autogroup_path(cfs_rq->tg, path, len);
285         else if (cfs_rq && cfs_rq->tg->css.cgroup)
286                 cgroup_path(cfs_rq->tg->css.cgroup, path, len);
287         else
288                 strlcpy(path, "(null)", len);
289 }
290
291 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
292 {
293         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
294         int cpu = cpu_of(rq);
295
296         if (cfs_rq->on_list)
297                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
298
299         cfs_rq->on_list = 1;
300
301         /*
302          * Ensure we either appear before our parent (if already
303          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
304          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
305          * reduces this to two cases and a special case for the root
306          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
307          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
308          * to a tree or when we reach the top of the tree
309          */
310         if (cfs_rq->tg->parent &&
311             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
312                 /*
313                  * If parent is already on the list, we add the child
314                  * just before. Thanks to circular linked property of
315                  * the list, this means to put the child at the tail
316                  * of the list that starts by parent.
317                  */
318                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
319                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
320                 /*
321                  * The branch is now connected to its tree so we can
322                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
323                  * list.
324                  */
325                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
326                 return true;
327         }
328
329         if (!cfs_rq->tg->parent) {
330                 /*
331                  * cfs rq without parent should be put
332                  * at the tail of the list.
333                  */
334                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
335                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
336                 /*
337                  * We have reach the top of a tree so we can reset
338                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
339                  */
340                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
341                 return true;
342         }
343
344         /*
345          * The parent has not already been added so we want to
346          * make sure that it will be put after us.
347          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
348          * where we will add parent.
349          */
350         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
351         /*
352          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
353          * of the branch
354          */
355         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
356         return false;
357 }
358
359 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
360 {
361         if (cfs_rq->on_list) {
362                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
363
364                 /*
365                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
366                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
367                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
368                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
369                  * at the end of the enqueue.
370                  */
371                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
372                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
373
374                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
375                 cfs_rq->on_list = 0;
376         }
377 }
378
379 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
380 {
381         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
382 }
383
384 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
385 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
386         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
387                                  leaf_cfs_rq_list)
388
389 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
390 static inline struct cfs_rq *
391 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
392 {
393         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
394                 return se->cfs_rq;
395
396         return NULL;
397 }
398
399 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
400 {
401         return se->parent;
402 }
403
404 static void
405 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
406 {
407         int se_depth, pse_depth;
408
409         /*
410          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
411          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
412          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
413          * parent.
414          */
415
416         /* First walk up until both entities are at same depth */
417         se_depth = (*se)->depth;
418         pse_depth = (*pse)->depth;
419
420         while (se_depth > pse_depth) {
421                 se_depth--;
422                 *se = parent_entity(*se);
423         }
424
425         while (pse_depth > se_depth) {
426                 pse_depth--;
427                 *pse = parent_entity(*pse);
428         }
429
430         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
431                 *se = parent_entity(*se);
432                 *pse = parent_entity(*pse);
433         }
434 }
435
436 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
437
438 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
439 {
440         return container_of(se, struct task_struct, se);
441 }
442
443 #define for_each_sched_entity(se) \
444                 for (; se; se = NULL)
445
446 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
447 {
448         return &task_rq(p)->cfs;
449 }
450
451 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
452 {
453         struct task_struct *p = task_of(se);
454         struct rq *rq = task_rq(p);
455
456         return &rq->cfs;
457 }
458
459 /* runqueue "owned" by this group */
460 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
461 {
462         return NULL;
463 }
464
465 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
466 {
467         if (path)
468                 strlcpy(path, "(null)", len);
469 }
470
471 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
472 {
473         return true;
474 }
475
476 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
477 {
478 }
479
480 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
481 {
482 }
483
484 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
485                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
486
487 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
488 {
489         return NULL;
490 }
491
492 static inline void
493 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
494 {
495 }
496
497 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
498
499 static __always_inline
500 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
501
502 /**************************************************************
503  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
504  */
505
506 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
507 {
508         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
509         if (delta > 0)
510                 max_vruntime = vruntime;
511
512         return max_vruntime;
513 }
514
515 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
516 {
517         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
518         if (delta < 0)
519                 min_vruntime = vruntime;
520
521         return min_vruntime;
522 }
523
524 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
525                                 struct sched_entity *b)
526 {
527         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
528 }
529
530 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
531 {
532         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
533         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
534
535         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
536
537         if (curr) {
538                 if (curr->on_rq)
539                         vruntime = curr->vruntime;
540                 else
541                         curr = NULL;
542         }
543
544         if (leftmost) { /* non-empty tree */
545                 struct sched_entity *se;
546                 se = rb_entry(leftmost, struct sched_entity, run_node);
547
548                 if (!curr)
549                         vruntime = se->vruntime;
550                 else
551                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
552         }
553
554         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
555         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
556 #ifndef CONFIG_64BIT
557         smp_wmb();
558         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
559 #endif
560 }
561
562 /*
563  * Enqueue an entity into the rb-tree:
564  */
565 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
566 {
567         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
568         struct rb_node *parent = NULL;
569         struct sched_entity *entry;
570         bool leftmost = true;
571
572         /*
573          * Find the right place in the rbtree:
574          */
575         while (*link) {
576                 parent = *link;
577                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
578                 /*
579                  * We dont care about collisions. Nodes with
580                  * the same key stay together.
581                  */
582                 if (entity_before(se, entry)) {
583                         link = &parent->rb_left;
584                 } else {
585                         link = &parent->rb_right;
586                         leftmost = false;
587                 }
588         }
589
590         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
591         rb_insert_color_cached(&se->run_node,
592                                &cfs_rq->tasks_timeline, leftmost);
593 }
594
595 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
596 {
597         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
598 }
599
600 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
601 {
602         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
603
604         if (!left)
605                 return NULL;
606
607         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
608 }
609
610 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
611 {
612         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
613
614         if (!next)
615                 return NULL;
616
617         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
618 }
619
620 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
621 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
622 {
623         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
624
625         if (!last)
626                 return NULL;
627
628         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
629 }
630
631 /**************************************************************
632  * Scheduling class statistics methods:
633  */
634
635 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
636                 void __user *buffer, size_t *lenp,
637                 loff_t *ppos)
638 {
639         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
640         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
641
642         if (ret || !write)
643                 return ret;
644
645         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
646                                         sysctl_sched_min_granularity);
647
648 #define WRT_SYSCTL(name) \
649         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
650         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
651         WRT_SYSCTL(sched_latency);
652         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
653 #undef WRT_SYSCTL
654
655         return 0;
656 }
657 #endif
658
659 /*
660  * delta /= w
661  */
662 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
663 {
664         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
665                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
666
667         return delta;
668 }
669
670 /*
671  * The idea is to set a period in which each task runs once.
672  *
673  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
674  * this period because otherwise the slices get too small.
675  *
676  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
677  */
678 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
679 {
680         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
681                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
682         else
683                 return sysctl_sched_latency;
684 }
685
686 /*
687  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
688  * proportional to the weight.
689  *
690  * s = p*P[w/rw]
691  */
692 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
693 {
694         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
695
696         for_each_sched_entity(se) {
697                 struct load_weight *load;
698                 struct load_weight lw;
699
700                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
701                 load = &cfs_rq->load;
702
703                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
704                         lw = cfs_rq->load;
705
706                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
707                         load = &lw;
708                 }
709                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
710         }
711         return slice;
712 }
713
714 /*
715  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
716  *
717  * vs = s/w
718  */
719 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
720 {
721         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
722 }
723
724 #include "pelt.h"
725 #ifdef CONFIG_SMP
726
727 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
728 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
729 static unsigned long capacity_of(int cpu);
730
731 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
732 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
733 {
734         struct sched_avg *sa = &se->avg;
735
736         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
737
738         /*
739          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
740          * they get a chance to stabilize to their real load level.
741          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
742          * nothing has been attached to the task group yet.
743          */
744         if (entity_is_task(se))
745                 sa->runnable_load_avg = sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
746
747         se->runnable_weight = se->load.weight;
748
749         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
750 }
751
752 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
753
754 /*
755  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
756  * based on the cfs_rq's current util_avg:
757  *
758  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
759  *
760  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
761  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
762  * as when the series is a harmonic series.
763  *
764  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
765  * only 1/2 of the left utilization budget:
766  *
767  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
768  *
769  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
770  *
771  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
772  * the beginning would be like:
773  *
774  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
775  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
776  *
777  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
778  * if util_avg > util_avg_cap.
779  */
780 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
781 {
782         struct sched_entity *se = &p->se;
783         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
784         struct sched_avg *sa = &se->avg;
785         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
786         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
787
788         if (cap > 0) {
789                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
790                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
791                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
792
793                         if (sa->util_avg > cap)
794                                 sa->util_avg = cap;
795                 } else {
796                         sa->util_avg = cap;
797                 }
798         }
799
800         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
801                 /*
802                  * For !fair tasks do:
803                  *
804                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
805                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
806                 switched_from_fair(rq, p);
807                  *
808                  * such that the next switched_to_fair() has the
809                  * expected state.
810                  */
811                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
812                 return;
813         }
814
815         attach_entity_cfs_rq(se);
816 }
817
818 #else /* !CONFIG_SMP */
819 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
820 {
821 }
822 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
823 {
824 }
825 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
826 {
827 }
828 #endif /* CONFIG_SMP */
829
830 /*
831  * Update the current task's runtime statistics.
832  */
833 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
834 {
835         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
836         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
837         u64 delta_exec;
838
839         if (unlikely(!curr))
840                 return;
841
842         delta_exec = now - curr->exec_start;
843         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
844                 return;
845
846         curr->exec_start = now;
847
848         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
849                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
850
851         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
852         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
853
854         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
855         update_min_vruntime(cfs_rq);
856
857         if (entity_is_task(curr)) {
858                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
859
860                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
861                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
862                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
863         }
864
865         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
866 }
867
868 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
869 {
870         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
871 }
872
873 static inline void
874 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
875 {
876         u64 wait_start, prev_wait_start;
877
878         if (!schedstat_enabled())
879                 return;
880
881         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
882         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
883
884         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
885             likely(wait_start > prev_wait_start))
886                 wait_start -= prev_wait_start;
887
888         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
889 }
890
891 static inline void
892 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
893 {
894         struct task_struct *p;
895         u64 delta;
896
897         if (!schedstat_enabled())
898                 return;
899
900         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
901
902         if (entity_is_task(se)) {
903                 p = task_of(se);
904                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
905                         /*
906                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
907                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
908                          * prior to migration.
909                          */
910                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
911                         return;
912                 }
913                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
914         }
915
916         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
917                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
918         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
919         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
920         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
921 }
922
923 static inline void
924 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
925 {
926         struct task_struct *tsk = NULL;
927         u64 sleep_start, block_start;
928
929         if (!schedstat_enabled())
930                 return;
931
932         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
933         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
934
935         if (entity_is_task(se))
936                 tsk = task_of(se);
937
938         if (sleep_start) {
939                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
940
941                 if ((s64)delta < 0)
942                         delta = 0;
943
944                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
945                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
946
947                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
948                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
949
950                 if (tsk) {
951                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
952                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
953                 }
954         }
955         if (block_start) {
956                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
957
958                 if ((s64)delta < 0)
959                         delta = 0;
960
961                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
962                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
963
964                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
965                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
966
967                 if (tsk) {
968                         if (tsk->in_iowait) {
969                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
970                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
971                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
972                         }
973
974                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
975
976                         /*
977                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
978                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
979                          * amount of time that the task spent sleeping:
980                          */
981                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
982                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
983                                                 (void *)get_wchan(tsk),
984                                                 delta >> 20);
985                         }
986                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
987                 }
988         }
989 }
990
991 /*
992  * Task is being enqueued - update stats:
993  */
994 static inline void
995 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
996 {
997         if (!schedstat_enabled())
998                 return;
999
1000         /*
1001          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1002          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1003          */
1004         if (se != cfs_rq->curr)
1005                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
1006
1007         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1008                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1009 }
1010
1011 static inline void
1012 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1013 {
1014
1015         if (!schedstat_enabled())
1016                 return;
1017
1018         /*
1019          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1020          * waiting task:
1021          */
1022         if (se != cfs_rq->curr)
1023                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1024
1025         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1026                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1027
1028                 if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1029                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
1030                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1031                 if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1032                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1033                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1034         }
1035 }
1036
1037 /*
1038  * We are picking a new current task - update its stats:
1039  */
1040 static inline void
1041 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1042 {
1043         /*
1044          * We are starting a new run period:
1045          */
1046         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1047 }
1048
1049 /**************************************************
1050  * Scheduling class queueing methods:
1051  */
1052
1053 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1054 /*
1055  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1056  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1057  * numa_balancing_scan_size.
1058  */
1059 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1060 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1061
1062 /* Portion of address space to scan in MB */
1063 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1064
1065 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1066 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1067
1068 struct numa_group {
1069         refcount_t refcount;
1070
1071         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1072         int nr_tasks;
1073         pid_t gid;
1074         int active_nodes;
1075
1076         struct rcu_head rcu;
1077         unsigned long total_faults;
1078         unsigned long max_faults_cpu;
1079         /*
1080          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1081          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1082          * more by CPU use than by memory faults.
1083          */
1084         unsigned long *faults_cpu;
1085         unsigned long faults[0];
1086 };
1087
1088 /*
1089  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1090  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1091  */
1092 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1093 {
1094         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1095                 (lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1096 }
1097
1098 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1099 {
1100         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1101 }
1102
1103 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1104 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1105
1106 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1107 {
1108         unsigned long rss = 0;
1109         unsigned long nr_scan_pages;
1110
1111         /*
1112          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1113          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1114          * on resident pages
1115          */
1116         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1117         rss = get_mm_rss(p->mm);
1118         if (!rss)
1119                 rss = nr_scan_pages;
1120
1121         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1122         return rss / nr_scan_pages;
1123 }
1124
1125 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1126 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1127
1128 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1129 {
1130         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1131         unsigned int scan, floor;
1132         unsigned int windows = 1;
1133
1134         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1135                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1136         floor = 1000 / windows;
1137
1138         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1139         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1140 }
1141
1142 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1143 {
1144         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1145         unsigned long period = smin;
1146         struct numa_group *ng;
1147
1148         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1149         rcu_read_lock();
1150         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1151         if (ng) {
1152                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1153                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1154
1155                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1156                 period *= shared + 1;
1157                 period /= private + shared + 1;
1158         }
1159         rcu_read_unlock();
1160
1161         return max(smin, period);
1162 }
1163
1164 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1165 {
1166         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1167         unsigned long smax;
1168         struct numa_group *ng;
1169
1170         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1171         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1172
1173         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1174         ng = deref_curr_numa_group(p);
1175         if (ng) {
1176                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1177                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1178                 unsigned long period = smax;
1179
1180                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1181                 period *= shared + 1;
1182                 period /= private + shared + 1;
1183
1184                 smax = max(smax, period);
1185         }
1186
1187         return max(smin, smax);
1188 }
1189
1190 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1191 {
1192         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1193         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1194 }
1195
1196 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1197 {
1198         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1199         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1200 }
1201
1202 /* Shared or private faults. */
1203 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1204
1205 /* Memory and CPU locality */
1206 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1207
1208 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1209 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1210
1211 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1212 {
1213         struct numa_group *ng;
1214         pid_t gid = 0;
1215
1216         rcu_read_lock();
1217         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1218         if (ng)
1219                 gid = ng->gid;
1220         rcu_read_unlock();
1221
1222         return gid;
1223 }
1224
1225 /*
1226  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1227  * occupy the first half of the array. The second half of the
1228  * array is for current counters, which are averaged into the
1229  * first set by task_numa_placement.
1230  */
1231 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1232 {
1233         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1234 }
1235
1236 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1237 {
1238         if (!p->numa_faults)
1239                 return 0;
1240
1241         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1242                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1243 }
1244
1245 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1246 {
1247         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1248
1249         if (!ng)
1250                 return 0;
1251
1252         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1253                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1254 }
1255
1256 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1257 {
1258         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1259                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1260 }
1261
1262 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1263 {
1264         unsigned long faults = 0;
1265         int node;
1266
1267         for_each_online_node(node) {
1268                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1269         }
1270
1271         return faults;
1272 }
1273
1274 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1275 {
1276         unsigned long faults = 0;
1277         int node;
1278
1279         for_each_online_node(node) {
1280                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1281         }
1282
1283         return faults;
1284 }
1285
1286 /*
1287  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1288  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1289  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1290  */
1291 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1292
1293 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1294 {
1295         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1296 }
1297
1298 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1299 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1300                                         int maxdist, bool task)
1301 {
1302         unsigned long score = 0;
1303         int node;
1304
1305         /*
1306          * All nodes are directly connected, and the same distance
1307          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1308          */
1309         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1310                 return 0;
1311
1312         /*
1313          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1314          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1315          */
1316         for_each_online_node(node) {
1317                 unsigned long faults;
1318                 int dist = node_distance(nid, node);
1319
1320                 /*
1321                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1322                  * for placement; nid was already counted.
1323                  */
1324                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1325                         continue;
1326
1327                 /*
1328                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1329                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1330                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1331                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1332                  * of each group. Skip other nodes.
1333                  */
1334                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1335                                         dist >= maxdist)
1336                         continue;
1337
1338                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1339                 if (task)
1340                         faults = task_faults(p, node);
1341                 else
1342                         faults = group_faults(p, node);
1343
1344                 /*
1345                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1346                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1347                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1348                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1349                  * The further away a node is, the less the faults count.
1350                  * This seems to result in good task placement.
1351                  */
1352                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1353                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1354                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1355                 }
1356
1357                 score += faults;
1358         }
1359
1360         return score;
1361 }
1362
1363 /*
1364  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1365  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1366  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1367  * evenly spread out between numa nodes.
1368  */
1369 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1370                                         int dist)
1371 {
1372         unsigned long faults, total_faults;
1373
1374         if (!p->numa_faults)
1375                 return 0;
1376
1377         total_faults = p->total_numa_faults;
1378
1379         if (!total_faults)
1380                 return 0;
1381
1382         faults = task_faults(p, nid);
1383         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1384
1385         return 1000 * faults / total_faults;
1386 }
1387
1388 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1389                                          int dist)
1390 {
1391         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1392         unsigned long faults, total_faults;
1393
1394         if (!ng)
1395                 return 0;
1396
1397         total_faults = ng->total_faults;
1398
1399         if (!total_faults)
1400                 return 0;
1401
1402         faults = group_faults(p, nid);
1403         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1404
1405         return 1000 * faults / total_faults;
1406 }
1407
1408 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1409                                 int src_nid, int dst_cpu)
1410 {
1411         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1412         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1413         int last_cpupid, this_cpupid;
1414
1415         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1416         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1417
1418         /*
1419          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1420          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1421          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1422          * executed below.
1423          */
1424         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1425             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1426                 return true;
1427
1428         /*
1429          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1430          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1431          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1432          *
1433          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1434          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1435          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1436          *
1437          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1438          * same result twice in a row, given these samples are fully
1439          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1440          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1441          *
1442          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1443          * act on an unlikely task<->page relation.
1444          */
1445         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1446                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1447                 return false;
1448
1449         /* Always allow migrate on private faults */
1450         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1451                 return true;
1452
1453         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1454         if (!ng)
1455                 return true;
1456
1457         /*
1458          * Destination node is much more heavily used than the source
1459          * node? Allow migration.
1460          */
1461         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1462                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1463                 return true;
1464
1465         /*
1466          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1467          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1468          *
1469          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1470          * --------------- * - > ---------------
1471          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1472          */
1473         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1474                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1475 }
1476
1477 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq);
1478
1479 static unsigned long cpu_runnable_load(struct rq *rq)
1480 {
1481         return cfs_rq_runnable_load_avg(&rq->cfs);
1482 }
1483
1484 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1485 struct numa_stats {
1486         unsigned long load;
1487
1488         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1489         unsigned long compute_capacity;
1490 };
1491
1492 /*
1493  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1494  */
1495 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1496 {
1497         int cpu;
1498
1499         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1500         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1501                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1502
1503                 ns->load += cpu_runnable_load(rq);
1504                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1505         }
1506
1507 }
1508
1509 struct task_numa_env {
1510         struct task_struct *p;
1511
1512         int src_cpu, src_nid;
1513         int dst_cpu, dst_nid;
1514
1515         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1516
1517         int imbalance_pct;
1518         int dist;
1519
1520         struct task_struct *best_task;
1521         long best_imp;
1522         int best_cpu;
1523 };
1524
1525 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1526                              struct task_struct *p, long imp)
1527 {
1528         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1529
1530         /* Bail out if run-queue part of active NUMA balance. */
1531         if (xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1532                 return;
1533
1534         /*
1535          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1536          * found a better CPU to move/swap.
1537          */
1538         if (env->best_cpu != -1) {
1539                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1540                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1541         }
1542
1543         if (env->best_task)
1544                 put_task_struct(env->best_task);
1545         if (p)
1546                 get_task_struct(p);
1547
1548         env->best_task = p;
1549         env->best_imp = imp;
1550         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1551 }
1552
1553 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1554                                 struct task_numa_env *env)
1555 {
1556         long imb, old_imb;
1557         long orig_src_load, orig_dst_load;
1558         long src_capacity, dst_capacity;
1559
1560         /*
1561          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1562          *
1563          * src_load        dst_load
1564          * ------------ vs ---------
1565          * src_capacity    dst_capacity
1566          */
1567         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1568         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1569
1570         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1571
1572         orig_src_load = env->src_stats.load;
1573         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1574
1575         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1576
1577         /* Would this change make things worse? */
1578         return (imb > old_imb);
1579 }
1580
1581 /*
1582  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1583  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1584  * Used to deter task migration.
1585  */
1586 #define SMALLIMP        30
1587
1588 /*
1589  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1590  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1591  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1592  * be exchanged with the source task
1593  */
1594 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1595                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1596 {
1597         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1598         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1599         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1600         struct task_struct *cur;
1601         long src_load, dst_load;
1602         int dist = env->dist;
1603         long moveimp = imp;
1604         long load;
1605
1606         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1607                 return;
1608
1609         rcu_read_lock();
1610         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
1611         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1612                 cur = NULL;
1613
1614         /*
1615          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1616          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1617          */
1618         if (cur == env->p)
1619                 goto unlock;
1620
1621         if (!cur) {
1622                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1623                         goto assign;
1624                 else
1625                         goto unlock;
1626         }
1627
1628         /*
1629          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1630          * source and destination node. Calculate the total differential for
1631          * the source task and potential destination task. The more negative
1632          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1633          * be incurred if the tasks were swapped.
1634          */
1635         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1636         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1637                 goto unlock;
1638
1639         /*
1640          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1641          * in any group then look only at task weights.
1642          */
1643         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1644         if (cur_ng == p_ng) {
1645                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1646                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1647                 /*
1648                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1649                  * tasks within a group over tiny differences.
1650                  */
1651                 if (cur_ng)
1652                         imp -= imp / 16;
1653         } else {
1654                 /*
1655                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1656                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1657                  */
1658                 if (cur_ng && p_ng)
1659                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1660                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1661                 else
1662                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1663                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1664         }
1665
1666         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1667                 imp = moveimp;
1668                 cur = NULL;
1669                 goto assign;
1670         }
1671
1672         /*
1673          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1674          * task migration might only result in ping pong
1675          * of tasks and also hurt performance due to cache
1676          * misses.
1677          */
1678         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1679                 goto unlock;
1680
1681         /*
1682          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1683          */
1684         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1685         if (!load)
1686                 goto assign;
1687
1688         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1689         src_load = env->src_stats.load - load;
1690
1691         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1692                 goto unlock;
1693
1694 assign:
1695         /*
1696          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1697          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1698          */
1699         if (!cur) {
1700                 /*
1701                  * select_idle_siblings() uses an per-CPU cpumask that
1702                  * can be used from IRQ context.
1703                  */
1704                 local_irq_disable();
1705                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1706                                                    env->dst_cpu);
1707                 local_irq_enable();
1708         }
1709
1710         task_numa_assign(env, cur, imp);
1711 unlock:
1712         rcu_read_unlock();
1713 }
1714
1715 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1716                                 long taskimp, long groupimp)
1717 {
1718         long src_load, dst_load, load;
1719         bool maymove = false;
1720         int cpu;
1721
1722         load = task_h_load(env->p);
1723         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1724         src_load = env->src_stats.load - load;
1725
1726         /*
1727          * If the improvement from just moving env->p direction is better
1728          * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1729          */
1730         maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1731
1732         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1733                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1734                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1735                         continue;
1736
1737                 env->dst_cpu = cpu;
1738                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove);
1739         }
1740 }
1741
1742 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1743 {
1744         struct task_numa_env env = {
1745                 .p = p,
1746
1747                 .src_cpu = task_cpu(p),
1748                 .src_nid = task_node(p),
1749
1750                 .imbalance_pct = 112,
1751
1752                 .best_task = NULL,
1753                 .best_imp = 0,
1754                 .best_cpu = -1,
1755         };
1756         unsigned long taskweight, groupweight;
1757         struct sched_domain *sd;
1758         long taskimp, groupimp;
1759         struct numa_group *ng;
1760         struct rq *best_rq;
1761         int nid, ret, dist;
1762
1763         /*
1764          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1765          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1766          *
1767          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1768          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1769          * to satisfy here.
1770          */
1771         rcu_read_lock();
1772         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1773         if (sd)
1774                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1775         rcu_read_unlock();
1776
1777         /*
1778          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1779          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1780          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1781          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1782          */
1783         if (unlikely(!sd)) {
1784                 sched_setnuma(p, task_node(p));
1785                 return -EINVAL;
1786         }
1787
1788         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1789         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1790         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1791         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1792         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1793         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1794         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1795         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1796
1797         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1798         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1799
1800         /*
1801          * Look at other nodes in these cases:
1802          * - there is no space available on the preferred_nid
1803          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1804          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1805          *   we need to check other locations.
1806          */
1807         ng = deref_curr_numa_group(p);
1808         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
1809                 for_each_online_node(nid) {
1810                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1811                                 continue;
1812
1813                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1814                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1815                                                 dist != env.dist) {
1816                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1817                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1818                         }
1819
1820                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1821                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1822                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1823                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1824                                 continue;
1825
1826                         env.dist = dist;
1827                         env.dst_nid = nid;
1828                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1829                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1830                 }
1831         }
1832
1833         /*
1834          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1835          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1836          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1837          * settle down.
1838          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1839          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1840          */
1841         if (ng) {
1842                 if (env.best_cpu == -1)
1843                         nid = env.src_nid;
1844                 else
1845                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
1846
1847                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
1848                         sched_setnuma(p, nid);
1849         }
1850
1851         /* No better CPU than the current one was found. */
1852         if (env.best_cpu == -1)
1853                 return -EAGAIN;
1854
1855         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
1856         if (env.best_task == NULL) {
1857                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1858                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1859                 if (ret != 0)
1860                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1861                 return ret;
1862         }
1863
1864         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
1865         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1866
1867         if (ret != 0)
1868                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1869         put_task_struct(env.best_task);
1870         return ret;
1871 }
1872
1873 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1874 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1875 {
1876         unsigned long interval = HZ;
1877
1878         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1879         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
1880                 return;
1881
1882         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1883         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1884         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1885
1886         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1887         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1888                 return;
1889
1890         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1891         task_numa_migrate(p);
1892 }
1893
1894 /*
1895  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
1896  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1897  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1898  * located.
1899  */
1900 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
1901 {
1902         unsigned long faults, max_faults = 0;
1903         int nid, active_nodes = 0;
1904
1905         for_each_online_node(nid) {
1906                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1907                 if (faults > max_faults)
1908                         max_faults = faults;
1909         }
1910
1911         for_each_online_node(nid) {
1912                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1913                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
1914                         active_nodes++;
1915         }
1916
1917         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
1918         numa_group->active_nodes = active_nodes;
1919 }
1920
1921 /*
1922  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1923  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1924  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1925  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1926  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1927  */
1928 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1929 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1930
1931 /*
1932  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1933  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1934  * the page accesses are shared with other processes.
1935  * Otherwise, decrease the scan period.
1936  */
1937 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1938                         unsigned long shared, unsigned long private)
1939 {
1940         unsigned int period_slot;
1941         int lr_ratio, ps_ratio;
1942         int diff;
1943
1944         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1945         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1946
1947         /*
1948          * If there were no record hinting faults then either the task is
1949          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1950          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1951          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1952          * node is overloaded. In either case, scan slower
1953          */
1954         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1955                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1956                         p->numa_scan_period << 1);
1957
1958                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1959                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1960
1961                 return;
1962         }
1963
1964         /*
1965          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1966          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1967          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1968          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1969          */
1970         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1971         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1972         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
1973
1974         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1975                 /*
1976                  * Most memory accesses are local. There is no need to
1977                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
1978                  */
1979                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1980                 if (!slot)
1981                         slot = 1;
1982                 diff = slot * period_slot;
1983         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1984                 /*
1985                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
1986                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
1987                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
1988                  */
1989                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1990                 if (!slot)
1991                         slot = 1;
1992                 diff = slot * period_slot;
1993         } else {
1994                 /*
1995                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
1996                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
1997                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
1998                  */
1999                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2000                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2001         }
2002
2003         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2004                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2005         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2006 }
2007
2008 /*
2009  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2010  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2011  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2012  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2013  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2014  */
2015 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2016 {
2017         u64 runtime, delta, now;
2018         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2019         now = p->se.exec_start;
2020         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2021
2022         if (p->last_task_numa_placement) {
2023                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2024                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2025
2026                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2027                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2028                         *period = 0;
2029         } else {
2030                 delta = p->se.avg.load_sum;
2031                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2032         }
2033
2034         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2035         p->last_task_numa_placement = now;
2036
2037         return delta;
2038 }
2039
2040 /*
2041  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2042  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2043  * otherwise workloads might not converge.
2044  */
2045 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2046 {
2047         nodemask_t nodes;
2048         int dist;
2049
2050         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2051         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2052                 return nid;
2053
2054         /*
2055          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2056          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2057          * both the node itself, and on nearby nodes.
2058          */
2059         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2060                 unsigned long score, max_score = 0;
2061                 int node, max_node = nid;
2062
2063                 dist = sched_max_numa_distance;
2064
2065                 for_each_online_node(node) {
2066                         score = group_weight(p, node, dist);
2067                         if (score > max_score) {
2068                                 max_score = score;
2069                                 max_node = node;
2070                         }
2071                 }
2072                 return max_node;
2073         }
2074
2075         /*
2076          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2077          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2078          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2079          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2080          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2081          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2082          * keep the complexity of the search down.
2083          */
2084         nodes = node_online_map;
2085         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2086                 unsigned long max_faults = 0;
2087                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2088                 int a, b;
2089
2090                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2091                 if (!find_numa_distance(dist))
2092                         continue;
2093
2094                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2095                         unsigned long faults = 0;
2096                         nodemask_t this_group;
2097                         nodes_clear(this_group);
2098
2099                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2100                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2101                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2102                                         faults += group_faults(p, b);
2103                                         node_set(b, this_group);
2104                                         node_clear(b, nodes);
2105                                 }
2106                         }
2107
2108                         /* Remember the top group. */
2109                         if (faults > max_faults) {
2110                                 max_faults = faults;
2111                                 max_group = this_group;
2112                                 /*
2113                                  * subtle: at the smallest distance there is
2114                                  * just one node left in each "group", the
2115                                  * winner is the preferred nid.
2116                                  */
2117                                 nid = a;
2118                         }
2119                 }
2120                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2121                 if (!max_faults)
2122                         break;
2123                 nodes = max_group;
2124         }
2125         return nid;
2126 }
2127
2128 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2129 {
2130         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2131         unsigned long max_faults = 0;
2132         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2133         unsigned long total_faults;
2134         u64 runtime, period;
2135         spinlock_t *group_lock = NULL;
2136         struct numa_group *ng;
2137
2138         /*
2139          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2140          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2141          * that the field is read in a single access:
2142          */
2143         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2144         if (p->numa_scan_seq == seq)
2145                 return;
2146         p->numa_scan_seq = seq;
2147         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2148
2149         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2150                        p->numa_faults_locality[1];
2151         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2152
2153         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2154         ng = deref_curr_numa_group(p);
2155         if (ng) {
2156                 group_lock = &ng->lock;
2157                 spin_lock_irq(group_lock);
2158         }
2159
2160         /* Find the node with the highest number of faults */
2161         for_each_online_node(nid) {
2162                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2163                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2164                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2165                 int priv;
2166
2167                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2168                         long diff, f_diff, f_weight;
2169
2170                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2171                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2172                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2173                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2174
2175                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2176                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2177                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2178                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2179
2180                         /*
2181                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2182                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2183                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2184                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2185                          * faults are less important.
2186                          */
2187                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2188                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2189                                    (total_faults + 1);
2190                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2191                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2192
2193                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2194                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2195                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2196                         p->total_numa_faults += diff;
2197                         if (ng) {
2198                                 /*
2199                                  * safe because we can only change our own group
2200                                  *
2201                                  * mem_idx represents the offset for a given
2202                                  * nid and priv in a specific region because it
2203                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2204                                  */
2205                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2206                                 ng->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2207                                 ng->total_faults += diff;
2208                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2209                         }
2210                 }
2211
2212                 if (!ng) {
2213                         if (faults > max_faults) {
2214                                 max_faults = faults;
2215                                 max_nid = nid;
2216                         }
2217                 } else if (group_faults > max_faults) {
2218                         max_faults = group_faults;
2219                         max_nid = nid;
2220                 }
2221         }
2222
2223         if (ng) {
2224                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2225                 spin_unlock_irq(group_lock);
2226                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2227         }
2228
2229         if (max_faults) {
2230                 /* Set the new preferred node */
2231                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2232                         sched_setnuma(p, max_nid);
2233         }
2234
2235         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2236 }
2237
2238 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2239 {
2240         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2241 }
2242
2243 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2244 {
2245         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2246                 kfree_rcu(grp, rcu);
2247 }
2248
2249 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2250                         int *priv)
2251 {
2252         struct numa_group *grp, *my_grp;
2253         struct task_struct *tsk;
2254         bool join = false;
2255         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2256         int i;
2257
2258         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2259                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2260                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2261
2262                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2263                 if (!grp)
2264                         return;
2265
2266                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2267                 grp->active_nodes = 1;
2268                 grp->max_faults_cpu = 0;
2269                 spin_lock_init(&grp->lock);
2270                 grp->gid = p->pid;
2271                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2272                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2273                                                 nr_node_ids;
2274
2275                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2276                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2277
2278                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2279
2280                 grp->nr_tasks++;
2281                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2282         }
2283
2284         rcu_read_lock();
2285         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2286
2287         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2288                 goto no_join;
2289
2290         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2291         if (!grp)
2292                 goto no_join;
2293
2294         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2295         if (grp == my_grp)
2296                 goto no_join;
2297
2298         /*
2299          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2300          * the other task will join us.
2301          */
2302         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2303                 goto no_join;
2304
2305         /*
2306          * Tie-break on the grp address.
2307          */
2308         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2309                 goto no_join;
2310
2311         /* Always join threads in the same process. */
2312         if (tsk->mm == current->mm)
2313                 join = true;
2314
2315         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2316         if (flags & TNF_SHARED)
2317                 join = true;
2318
2319         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2320         *priv = !join;
2321
2322         if (join && !get_numa_group(grp))
2323                 goto no_join;
2324
2325         rcu_read_unlock();
2326
2327         if (!join)
2328                 return;
2329
2330         BUG_ON(irqs_disabled());
2331         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2332
2333         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2334                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2335                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2336         }
2337         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2338         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2339
2340         my_grp->nr_tasks--;
2341         grp->nr_tasks++;
2342
2343         spin_unlock(&my_grp->lock);
2344         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2345
2346         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2347
2348         put_numa_group(my_grp);
2349         return;
2350
2351 no_join:
2352         rcu_read_unlock();
2353         return;
2354 }
2355
2356 /*
2357  * Get rid of NUMA staticstics associated with a task (either current or dead).
2358  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2359  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2360  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2361  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2362  */
2363 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2364 {
2365         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2366         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2367         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2368         unsigned long flags;
2369         int i;
2370
2371         if (!numa_faults)
2372                 return;
2373
2374         if (grp) {
2375                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2376                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2377                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2378                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2379
2380                 grp->nr_tasks--;
2381                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2382                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2383                 put_numa_group(grp);
2384         }
2385
2386         if (final) {
2387                 p->numa_faults = NULL;
2388                 kfree(numa_faults);
2389         } else {
2390                 p->total_numa_faults = 0;
2391                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2392                         numa_faults[i] = 0;
2393         }
2394 }
2395
2396 /*
2397  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2398  */
2399 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2400 {
2401         struct task_struct *p = current;
2402         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2403         int cpu_node = task_node(current);
2404         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2405         struct numa_group *ng;
2406         int priv;
2407
2408         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2409                 return;
2410
2411         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2412         if (!p->mm)
2413                 return;
2414
2415         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2416         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2417                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2418                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2419
2420                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2421                 if (!p->numa_faults)
2422                         return;
2423
2424                 p->total_numa_faults = 0;
2425                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2426         }
2427
2428         /*
2429          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2430          * to be private if the accessing pid has not changed
2431          */
2432         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2433                 priv = 1;
2434         } else {
2435                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2436                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2437                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2438         }
2439
2440         /*
2441          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2442          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2443          * actively using should be counted as local. This allows the
2444          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2445          */
2446         ng = deref_curr_numa_group(p);
2447         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2448                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2449                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2450                 local = 1;
2451
2452         /*
2453          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2454          * previously failed, or the scheduler moved us.
2455          */
2456         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2457                 task_numa_placement(p);
2458                 numa_migrate_preferred(p);
2459         }
2460
2461         if (migrated)
2462                 p->numa_pages_migrated += pages;
2463         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2464                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2465
2466         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2467         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2468         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2469 }
2470
2471 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2472 {
2473         /*
2474          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2475          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2476          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2477          * much of an issue though, since this is just used for
2478          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2479          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2480          */
2481         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2482         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2483 }
2484
2485 /*
2486  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2487  * Triggered from task_tick_numa().
2488  */
2489 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
2490 {
2491         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2492         struct task_struct *p = current;
2493         struct mm_struct *mm = p->mm;
2494         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2495         struct vm_area_struct *vma;
2496         unsigned long start, end;
2497         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2498         long pages, virtpages;
2499
2500         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2501
2502         work->next = work;
2503         /*
2504          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2505          *
2506          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2507          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2508          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2509          * work.
2510          */
2511         if (p->flags & PF_EXITING)
2512                 return;
2513
2514         if (!mm->numa_next_scan) {
2515                 mm->numa_next_scan = now +
2516                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2517         }
2518
2519         /*
2520          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2521          */
2522         migrate = mm->numa_next_scan;
2523         if (time_before(now, migrate))
2524                 return;
2525
2526         if (p->numa_scan_period == 0) {
2527                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2528                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2529         }
2530
2531         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2532         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2533                 return;
2534
2535         /*
2536          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2537          * the next time around.
2538          */
2539         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2540
2541         start = mm->numa_scan_offset;
2542         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2543         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2544         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2545         if (!pages)
2546                 return;
2547
2548
2549         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))
2550                 return;
2551         vma = find_vma(mm, start);
2552         if (!vma) {
2553                 reset_ptenuma_scan(p);
2554                 start = 0;
2555                 vma = mm->mmap;
2556         }
2557         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2558                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2559                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2560                         continue;
2561                 }
2562
2563                 /*
2564                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2565                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2566                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2567                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2568                  */
2569                 if (!vma->vm_mm ||
2570                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2571                         continue;
2572
2573                 /*
2574                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2575                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2576                  */
2577                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2578                         continue;
2579
2580                 do {
2581                         start = max(start, vma->vm_start);
2582                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2583                         end = min(end, vma->vm_end);
2584                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2585
2586                         /*
2587                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2588                          * hpages that have at least one present PTE that
2589                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2590                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2591                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2592                          * areas faster.
2593                          */
2594                         if (nr_pte_updates)
2595                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2596                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2597
2598                         start = end;
2599                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2600                                 goto out;
2601
2602                         cond_resched();
2603                 } while (end != vma->vm_end);
2604         }
2605
2606 out:
2607         /*
2608          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2609          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2610          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2611          * scanner to the start so check it now.
2612          */
2613         if (vma)
2614                 mm->numa_scan_offset = start;
2615         else
2616                 reset_ptenuma_scan(p);
2617         up_read(&mm->mmap_sem);
2618
2619         /*
2620          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2621          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2622          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2623          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2624          */
2625         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2626                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2627                 p->node_stamp += 32 * diff;
2628         }
2629 }
2630
2631 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2632 {
2633         int mm_users = 0;
2634         struct mm_struct *mm = p->mm;
2635
2636         if (mm) {
2637                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
2638                 if (mm_users == 1) {
2639                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2640                         mm->numa_scan_seq = 0;
2641                 }
2642         }
2643         p->node_stamp                   = 0;
2644         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
2645         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2646         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
2647         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
2648         p->numa_faults                  = NULL;
2649         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2650         p->last_task_numa_placement     = 0;
2651         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
2652
2653         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
2654
2655         /* New address space, reset the preferred nid */
2656         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
2657                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
2658                 return;
2659         }
2660
2661         /*
2662          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
2663          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
2664          */
2665         if (mm) {
2666                 unsigned int delay;
2667
2668                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
2669                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
2670                 delay += 2 * TICK_NSEC;
2671                 p->node_stamp = delay;
2672         }
2673 }
2674
2675 /*
2676  * Drive the periodic memory faults..
2677  */
2678 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2679 {
2680         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2681         u64 period, now;
2682
2683         /*
2684          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2685          */
2686         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2687                 return;
2688
2689         /*
2690          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2691          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2692          * task needs to have done some actual work before we bother with
2693          * NUMA placement.
2694          */
2695         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2696         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2697
2698         if (now > curr->node_stamp + period) {
2699                 if (!curr->node_stamp)
2700                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2701                 curr->node_stamp += period;
2702
2703                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
2704                         task_work_add(curr, work, true);
2705         }
2706 }
2707
2708 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2709 {
2710         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2711         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2712
2713         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2714                 return;
2715
2716         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2717                 return;
2718
2719         if (src_nid == dst_nid)
2720                 return;
2721
2722         /*
2723          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2724          * has completed. This is most likely due to a new task that
2725          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2726          */
2727         if (p->numa_scan_seq) {
2728                 /*
2729                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2730                  * node or if the task was not previously running on
2731                  * the preferred node.
2732                  */
2733                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2734                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
2735                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
2736                         return;
2737         }
2738
2739         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2740 }
2741
2742 #else
2743 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2744 {
2745 }
2746
2747 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2748 {
2749 }
2750
2751 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2752 {
2753 }
2754
2755 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2756 {
2757 }
2758
2759 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2760
2761 static void
2762 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2763 {
2764         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2765 #ifdef CONFIG_SMP
2766         if (entity_is_task(se)) {
2767                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2768
2769                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2770                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2771         }
2772 #endif
2773         cfs_rq->nr_running++;
2774 }
2775
2776 static void
2777 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2778 {
2779         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2780 #ifdef CONFIG_SMP
2781         if (entity_is_task(se)) {
2782                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2783                 list_del_init(&se->group_node);
2784         }
2785 #endif
2786         cfs_rq->nr_running--;
2787 }
2788
2789 /*
2790  * Signed add and clamp on underflow.
2791  *
2792  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2793  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2794  * values.
2795  */
2796 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
2797         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2798         typeof(_val) val = (_val);                              \
2799         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2800                                                                 \
2801         res = var + val;                                        \
2802                                                                 \
2803         if (val < 0 && res > var)                               \
2804                 res = 0;                                        \
2805                                                                 \
2806         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2807 } while (0)
2808
2809 /*
2810  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2811  *
2812  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2813  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2814  * values.
2815  */
2816 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2817         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2818         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2819         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2820         res = var - val;                                        \
2821         if (res > var)                                          \
2822                 res = 0;                                        \
2823         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2824 } while (0)
2825
2826 /*
2827  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
2828  *
2829  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
2830  * and is thus optimized for local variable updates.
2831  */
2832 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
2833         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2834         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
2835 } while (0)
2836
2837 #ifdef CONFIG_SMP
2838 static inline void
2839 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2840 {
2841         cfs_rq->runnable_weight += se->runnable_weight;
2842
2843         cfs_rq->avg.runnable_load_avg += se->avg.runnable_load_avg;
2844         cfs_rq->avg.runnable_load_sum += se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum;
2845 }
2846
2847 static inline void
2848 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2849 {
2850         cfs_rq->runnable_weight -= se->runnable_weight;
2851
2852         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, se->avg.runnable_load_avg);
2853         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum,
2854                      se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum);
2855 }
2856
2857 static inline void
2858 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2859 {
2860         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2861         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
2862 }
2863
2864 static inline void
2865 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2866 {
2867         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2868         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
2869 }
2870 #else
2871 static inline void
2872 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2873 static inline void
2874 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2875 static inline void
2876 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2877 static inline void
2878 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2879 #endif
2880
2881 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2882                             unsigned long weight, unsigned long runnable)
2883 {
2884         if (se->on_rq) {
2885                 /* commit outstanding execution time */
2886                 if (cfs_rq->curr == se)
2887                         update_curr(cfs_rq);
2888                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2889                 dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2890         }
2891         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
2892
2893         se->runnable_weight = runnable;
2894         update_load_set(&se->load, weight);
2895
2896 #ifdef CONFIG_SMP
2897         do {
2898                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + se->avg.period_contrib;
2899
2900                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
2901                 se->avg.runnable_load_avg =
2902                         div_u64(se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum, divider);
2903         } while (0);
2904 #endif
2905
2906         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
2907         if (se->on_rq) {
2908                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2909                 enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2910         }
2911 }
2912
2913 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
2914 {
2915         struct sched_entity *se = &p->se;
2916         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2917         struct load_weight *load = &se->load;
2918         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
2919
2920         reweight_entity(cfs_rq, se, weight, weight);
2921         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
2922 }
2923
2924 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2925 #ifdef CONFIG_SMP
2926 /*
2927  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
2928  * global sum we all love to hate.
2929  *
2930  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
2931  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
2932  *
2933  *                     tg->weight * grq->load.weight
2934  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
2935  *                        \Sum grq->load.weight
2936  *
2937  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
2938  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
2939  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
2940  *
2941  * So instead of the above, we substitute:
2942  *
2943  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
2944  *
2945  * which yields the following:
2946  *
2947  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
2948  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
2949  *                              tg->load_avg
2950  *
2951  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
2952  *
2953  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
2954  *
2955  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
2956  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
2957  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
2958  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
2959  * yielding bad latency etc..
2960  *
2961  * Now, in that special case (1) reduces to:
2962  *
2963  *                     tg->weight * grq->load.weight
2964  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
2965  *                          grp->load.weight
2966  *
2967  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
2968  *
2969  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
2970  * UP case, like:
2971  *
2972  *   ge->load.weight =
2973  *
2974  *              tg->weight * grq->load.weight
2975  *     ---------------------------------------------------         (5)
2976  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
2977  *
2978  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
2979  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
2980  *
2981  *
2982  *                     tg->weight * grq->load.weight
2983  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
2984  *                              tg_load_avg'
2985  *
2986  * Where:
2987  *
2988  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
2989  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
2990  *
2991  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
2992  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
2993  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
2994  *
2995  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
2996  *
2997  * hence icky!
2998  */
2999 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
3000 {
3001         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3002         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3003
3004         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3005
3006         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3007
3008         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3009
3010         /* Ensure tg_weight >= load */
3011         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3012         tg_weight += load;
3013
3014         shares = (tg_shares * load);
3015         if (tg_weight)
3016                 shares /= tg_weight;
3017
3018         /*
3019          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3020          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3021          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3022          * the group on a CPU.
3023          *
3024          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3025          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3026          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3027          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3028          * instead of 0.
3029          */
3030         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3031 }
3032
3033 /*
3034  * This calculates the effective runnable weight for a group entity based on
3035  * the group entity weight calculated above.
3036  *
3037  * Because of the above approximation (2), our group entity weight is
3038  * an load_avg based ratio (3). This means that it includes blocked load and
3039  * does not represent the runnable weight.
3040  *
3041  * Approximate the group entity's runnable weight per ratio from the group
3042  * runqueue:
3043  *
3044  *                                           grq->avg.runnable_load_avg
3045  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight * -------------------------- (7)
3046  *                                               grq->avg.load_avg
3047  *
3048  * However, analogous to above, since the avg numbers are slow, this leads to
3049  * transients in the from-idle case. Instead we use:
3050  *
3051  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight *
3052  *
3053  *              max(grq->avg.runnable_load_avg, grq->runnable_weight)
3054  *              -----------------------------------------------------   (8)
3055  *                    max(grq->avg.load_avg, grq->load.weight)
3056  *
3057  * Where these max() serve both to use the 'instant' values to fix the slow
3058  * from-idle and avoid the /0 on to-idle, similar to (6).
3059  */
3060 static long calc_group_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, long shares)
3061 {
3062         long runnable, load_avg;
3063
3064         load_avg = max(cfs_rq->avg.load_avg,
3065                        scale_load_down(cfs_rq->load.weight));
3066
3067         runnable = max(cfs_rq->avg.runnable_load_avg,
3068                        scale_load_down(cfs_rq->runnable_weight));
3069
3070         runnable *= shares;
3071         if (load_avg)
3072                 runnable /= load_avg;
3073
3074         return clamp_t(long, runnable, MIN_SHARES, shares);
3075 }
3076 #endif /* CONFIG_SMP */
3077
3078 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3079
3080 /*
3081  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3082  * runqueue.
3083  */
3084 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3085 {
3086         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3087         long shares, runnable;
3088
3089         if (!gcfs_rq)
3090                 return;
3091
3092         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3093                 return;
3094
3095 #ifndef CONFIG_SMP
3096         runnable = shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3097
3098         if (likely(se->load.weight == shares))
3099                 return;
3100 #else
3101         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3102         runnable = calc_group_runnable(gcfs_rq, shares);
3103 #endif
3104
3105         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares, runnable);
3106 }
3107
3108 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3109 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3110 {
3111 }
3112 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3113
3114 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3115 {
3116         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3117
3118         if (&rq->cfs == cfs_rq || (flags & SCHED_CPUFREQ_MIGRATION)) {
3119                 /*
3120                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3121                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3122                  * a real problem.
3123                  *
3124                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3125                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3126                  * number include things like RT tasks.
3127                  *
3128                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3129                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3130                  *
3131                  * See cpu_util().
3132                  */
3133                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3134         }
3135 }
3136
3137 #ifdef CONFIG_SMP
3138 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3139 /**
3140  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3141  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3142  * @force: update regardless of how small the difference
3143  *
3144  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3145  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3146  * considerations.
3147  *
3148  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3149  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3150  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3151  *
3152  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3153  */
3154 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
3155 {
3156         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3157
3158         /*
3159          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3160          */
3161         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3162                 return;
3163
3164         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3165                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3166                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3167         }
3168 }
3169
3170 /*
3171  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3172  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3173  * including the state of rq->lock, should be made.
3174  */
3175 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3176                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3177 {
3178         u64 p_last_update_time;
3179         u64 n_last_update_time;
3180
3181         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3182                 return;
3183
3184         /*
3185          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3186          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3187          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3188          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3189          * the wakee more load sounds not bad.
3190          */
3191         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3192                 return;
3193
3194 #ifndef CONFIG_64BIT
3195         {
3196                 u64 p_last_update_time_copy;
3197                 u64 n_last_update_time_copy;
3198
3199                 do {
3200                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3201                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3202
3203                         smp_rmb();
3204
3205                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3206                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3207
3208                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3209                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3210         }
3211 #else
3212         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3213         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3214 #endif
3215         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3216         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3217 }
3218
3219
3220 /*
3221  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3222  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3223  * that for each group:
3224  *
3225  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3226  *
3227  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3228  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3229  *
3230  * Per the above update_tg_cfs_util() is trivial and simply copies the running
3231  * sum over (but still wrong, because the group entity and group rq do not have
3232  * their PELT windows aligned).
3233  *
3234  * However, update_tg_cfs_runnable() is more complex. So we have:
3235  *
3236  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3237  *
3238  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3239  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3240  *
3241  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3242  *
3243  * And per (1) we have:
3244  *
3245  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3246  *
3247  * Which gives:
3248  *
3249  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3250  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3251  *                               grq->load.weight
3252  *
3253  * Except that is wrong!
3254  *
3255  * Because while for entities historical weight is not important and we
3256  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3257  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3258  *
3259  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3260  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3261  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3262  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3263  *
3264  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3265  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3266  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3267  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3268  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3269  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3270  *
3271  * So we'll have to approximate.. :/
3272  *
3273  * Given the constraint:
3274  *
3275  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3276  *
3277  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3278  * overlap.
3279  *
3280  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3281  *
3282  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3283  *
3284  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3285  *
3286  */
3287
3288 static inline void
3289 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3290 {
3291         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3292
3293         /* Nothing to update */
3294         if (!delta)
3295                 return;
3296
3297         /*
3298          * The relation between sum and avg is:
3299          *
3300          *   LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib
3301          *
3302          * however, the PELT windows are not aligned between grq and gse.
3303          */
3304
3305         /* Set new sched_entity's utilization */
3306         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3307         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3308
3309         /* Update parent cfs_rq utilization */
3310         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3311         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3312 }
3313
3314 static inline void
3315 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3316 {
3317         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3318         unsigned long runnable_load_avg, load_avg;
3319         u64 runnable_load_sum, load_sum = 0;
3320         s64 delta_sum;
3321
3322         if (!runnable_sum)
3323                 return;
3324
3325         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3326
3327         if (runnable_sum >= 0) {
3328                 /*
3329                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3330                  * the CPU is saturated running == runnable.
3331                  */
3332                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3333                 runnable_sum = min(runnable_sum, (long)LOAD_AVG_MAX);
3334         } else {
3335                 /*
3336                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3337                  * assuming all tasks are equally runnable.
3338                  */
3339                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3340                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3341                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3342                 }
3343
3344                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3345                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3346         }
3347
3348         /*
3349          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3350          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3351          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3352          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3353          */
3354         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3355         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3356
3357         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3358         load_avg = div_s64(load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3359
3360         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3361         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3362
3363         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3364         se->avg.load_avg = load_avg;
3365         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3366         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3367
3368         runnable_load_sum = (s64)se_runnable(se) * runnable_sum;
3369         runnable_load_avg = div_s64(runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3370         delta_sum = runnable_load_sum - se_weight(se) * se->avg.runnable_load_sum;
3371         delta_avg = runnable_load_avg - se->avg.runnable_load_avg;
3372
3373         se->avg.runnable_load_sum = runnable_sum;
3374         se->avg.runnable_load_avg = runnable_load_avg;
3375
3376         if (se->on_rq) {
3377                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, delta_avg);
3378                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum, delta_sum);
3379         }
3380 }
3381
3382 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3383 {
3384         cfs_rq->propagate = 1;
3385         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3386 }
3387
3388 /* Update task and its cfs_rq load average */
3389 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3390 {
3391         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3392
3393         if (entity_is_task(se))
3394                 return 0;
3395
3396         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3397         if (!gcfs_rq->propagate)
3398                 return 0;
3399
3400         gcfs_rq->propagate = 0;
3401
3402         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3403
3404         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3405
3406         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3407         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3408
3409         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3410         trace_pelt_se_tp(se);
3411
3412         return 1;
3413 }
3414
3415 /*
3416  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3417  * group_entity:
3418  */
3419 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3420 {
3421         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3422
3423         /*
3424          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3425          * decay it:
3426          */
3427         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3428                 return false;
3429
3430         /*
3431          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3432          * the utilization of the sched_entity:
3433          */
3434         if (gcfs_rq->propagate)
3435                 return false;
3436
3437         /*
3438          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3439          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3440          * waste of time to try to decay it:
3441          */
3442         return true;
3443 }
3444
3445 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3446
3447 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
3448
3449 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3450 {
3451         return 0;
3452 }
3453
3454 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3455
3456 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3457
3458 /**
3459  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3460  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3461  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3462  *
3463  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3464  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3465  * post_init_entity_util_avg().
3466  *
3467  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3468  *
3469  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3470  *
3471  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3472  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3473  */
3474 static inline int
3475 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3476 {
3477         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable_sum = 0;
3478         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3479         int decayed = 0;
3480
3481         if (cfs_rq->removed.nr) {
3482                 unsigned long r;
3483                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib;
3484
3485                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3486                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3487                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3488                 swap(cfs_rq->removed.runnable_sum, removed_runnable_sum);
3489                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3490                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3491
3492                 r = removed_load;
3493                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3494                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3495
3496                 r = removed_util;
3497                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3498                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3499
3500                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -(long)removed_runnable_sum);
3501
3502                 decayed = 1;
3503         }
3504
3505         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3506
3507 #ifndef CONFIG_64BIT
3508         smp_wmb();
3509         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3510 #endif
3511
3512         if (decayed)
3513                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3514
3515         return decayed;
3516 }
3517
3518 /**
3519  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3520  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3521  * @se: sched_entity to attach
3522  * @flags: migration hints
3523  *
3524  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3525  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3526  */
3527 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3528 {
3529         u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + cfs_rq->avg.period_contrib;
3530
3531         /*
3532          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3533          * window because without that, really weird and wonderful things can
3534          * happen.
3535          *
3536          * XXX illustrate
3537          */
3538         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3539         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3540
3541         /*
3542          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3543          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3544          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3545          * _sum a little.
3546          */
3547         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3548
3549         se->avg.load_sum = divider;
3550         if (se_weight(se)) {
3551                 se->avg.load_sum =
3552                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3553         }
3554
3555         se->avg.runnable_load_sum = se->avg.load_sum;
3556
3557         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3558         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3559         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3560
3561         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3562
3563         cfs_rq_util_change(cfs_rq, flags);
3564
3565         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3566 }
3567
3568 /**
3569  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3570  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3571  * @se: sched_entity to detach
3572  *
3573  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3574  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3575  */
3576 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3577 {
3578         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3579         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3580         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3581
3582         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3583
3584         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3585
3586         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3587 }
3588
3589 /*
3590  * Optional action to be done while updating the load average
3591  */
3592 #define UPDATE_TG       0x1
3593 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3594 #define DO_ATTACH       0x4
3595
3596 /* Update task and its cfs_rq load average */
3597 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3598 {
3599         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
3600         int decayed;
3601
3602         /*
3603          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3604          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3605          */
3606         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3607                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
3608
3609         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3610         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3611
3612         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3613
3614                 /*
3615                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3616                  * !last_update_time means we've passed through
3617                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3618                  *
3619                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3620                  */
3621                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, SCHED_CPUFREQ_MIGRATION);
3622                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3623
3624         } else if (decayed && (flags & UPDATE_TG))
3625                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3626 }
3627
3628 #ifndef CONFIG_64BIT
3629 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3630 {
3631         u64 last_update_time_copy;
3632         u64 last_update_time;
3633
3634         do {
3635                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3636                 smp_rmb();
3637                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3638         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3639
3640         return last_update_time;
3641 }
3642 #else
3643 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3644 {
3645         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3646 }
3647 #endif
3648
3649 /*
3650  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3651  * the previous rq.
3652  */
3653 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3654 {
3655         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3656         u64 last_update_time;
3657
3658         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3659         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
3660 }
3661
3662 /*
3663  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3664  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3665  */
3666 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3667 {
3668         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3669         unsigned long flags;
3670
3671         /*
3672          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3673          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3674          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3675          */
3676
3677         sync_entity_load_avg(se);
3678
3679         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3680         ++cfs_rq->removed.nr;
3681         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3682         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3683         cfs_rq->removed.runnable_sum    += se->avg.load_sum; /* == runnable_sum */
3684         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3685 }
3686
3687 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3688 {
3689         return cfs_rq->avg.runnable_load_avg;
3690 }
3691
3692 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3693 {
3694         return cfs_rq->avg.load_avg;
3695 }
3696
3697 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3698 {
3699         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3700 }
3701
3702 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3703 {
3704         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3705
3706         return (max(ue.ewma, ue.enqueued) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3707 }
3708
3709 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3710 {
3711         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3712 }
3713
3714 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3715                                     struct task_struct *p)
3716 {
3717         unsigned int enqueued;
3718
3719         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3720                 return;
3721
3722         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3723         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3724         enqueued += _task_util_est(p);
3725         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3726 }
3727
3728 /*
3729  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3730  * based on the observation that:
3731  *
3732  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3733  *
3734  * NOTE: this only works when value + maring < INT_MAX.
3735  */
3736 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3737 {
3738         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3739 }
3740
3741 static void
3742 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p, bool task_sleep)
3743 {
3744         long last_ewma_diff;
3745         struct util_est ue;
3746         int cpu;
3747
3748         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3749                 return;
3750
3751         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3752         ue.enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3753         ue.enqueued -= min_t(unsigned int, ue.enqueued, _task_util_est(p));
3754         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, ue.enqueued);
3755
3756         /*
3757          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3758          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3759          */
3760         if (!task_sleep)
3761                 return;
3762
3763         /*
3764          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3765          * skip the util_est update.
3766          */
3767         ue = p->se.avg.util_est;
3768         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3769                 return;
3770
3771         /*
3772          * Skip update of task's estimated utilization when its EWMA is
3773          * already ~1% close to its last activation value.
3774          */
3775         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3776         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
3777         if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)))
3778                 return;
3779
3780         /*
3781          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
3782          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
3783          */
3784         cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
3785         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu))
3786                 return;
3787
3788         /*
3789          * Update Task's estimated utilization
3790          *
3791          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
3792          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
3793          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
3794          * Weighted Moving Average (EWMA):
3795          *
3796          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
3797          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
3798          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
3799          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
3800          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
3801          *
3802          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
3803          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
3804          */
3805         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3806         ue.ewma  += last_ewma_diff;
3807         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3808         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
3809 }
3810
3811 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
3812 {
3813         return fits_capacity(task_util_est(p), capacity);
3814 }
3815
3816 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
3817 {
3818         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
3819                 return;
3820
3821         if (!p) {
3822                 rq->misfit_task_load = 0;
3823                 return;
3824         }
3825
3826         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
3827                 rq->misfit_task_load = 0;
3828                 return;
3829         }
3830
3831         rq->misfit_task_load = task_h_load(p);
3832 }
3833
3834 #else /* CONFIG_SMP */
3835
3836 #define UPDATE_TG       0x0
3837 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3838 #define DO_ATTACH       0x0
3839
3840 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
3841 {
3842         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3843 }
3844
3845 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3846
3847 static inline void
3848 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags) {}
3849 static inline void
3850 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3851
3852 static inline int idle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
3853 {
3854         return 0;
3855 }
3856
3857 static inline void
3858 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
3859
3860 static inline void
3861 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
3862                  bool task_sleep) {}
3863 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
3864
3865 #endif /* CONFIG_SMP */
3866
3867 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3868 {
3869 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3870         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3871
3872         if (d < 0)
3873                 d = -d;
3874
3875         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3876                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
3877 #endif
3878 }
3879
3880 static void
3881 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3882 {
3883         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3884
3885         /*
3886          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3887          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3888          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3889          * stays open at the end.
3890          */
3891         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3892                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3893
3894         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3895         if (!initial) {
3896                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3897
3898                 /*
3899                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3900                  * for a gentler effect of sleepers:
3901                  */
3902                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3903                         thresh >>= 1;
3904
3905                 vruntime -= thresh;
3906         }
3907
3908         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3909         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3910 }
3911
3912 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3913
3914 static inline void check_schedstat_required(void)
3915 {
3916 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3917         if (schedstat_enabled())
3918                 return;
3919
3920         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
3921         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
3922                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
3923                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
3924                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
3925                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
3926                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
3927                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
3928                              "kernel parameter schedstats=enable or "
3929                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
3930         }
3931 #endif
3932 }
3933
3934
3935 /*
3936  * MIGRATION
3937  *
3938  *      dequeue
3939  *        update_curr()
3940  *          update_min_vruntime()
3941  *        vruntime -= min_vruntime
3942  *
3943  *      enqueue
3944  *        update_curr()
3945  *          update_min_vruntime()
3946  *        vruntime += min_vruntime
3947  *
3948  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
3949  * min_vruntime are up-to-date.
3950  *
3951  * WAKEUP (remote)
3952  *
3953  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
3954  *        vruntime -= min_vruntime
3955  *
3956  *      enqueue
3957  *        update_curr()
3958  *          update_min_vruntime()
3959  *        vruntime += min_vruntime
3960  *
3961  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
3962  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
3963  */
3964
3965 static void
3966 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3967 {
3968         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
3969         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3970
3971         /*
3972          * If we're the current task, we must renormalise before calling
3973          * update_curr().
3974          */
3975         if (renorm && curr)
3976                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3977
3978         update_curr(cfs_rq);
3979
3980         /*
3981          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
3982          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
3983          * placed in the past could significantly boost this task to the
3984          * fairness detriment of existing tasks.
3985          */
3986         if (renorm && !curr)
3987                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3988
3989         /*
3990          * When enqueuing a sched_entity, we must:
3991          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3992          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
3993          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
3994          *     its group cfs_rq
3995          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
3996          */
3997         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
3998         update_cfs_group(se);
3999         enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
4000         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
4001
4002         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4003                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4004
4005         check_schedstat_required();
4006         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
4007         check_spread(cfs_rq, se);
4008         if (!curr)
4009                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4010         se->on_rq = 1;
4011
4012         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
4013                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4014                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4015         }
4016 }
4017
4018 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4019 {
4020         for_each_sched_entity(se) {
4021                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4022                 if (cfs_rq->last != se)
4023                         break;
4024
4025                 cfs_rq->last = NULL;
4026         }
4027 }
4028
4029 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4030 {
4031         for_each_sched_entity(se) {
4032                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4033                 if (cfs_rq->next != se)
4034                         break;
4035
4036                 cfs_rq->next = NULL;
4037         }
4038 }
4039
4040 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4041 {
4042         for_each_sched_entity(se) {
4043                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4044                 if (cfs_rq->skip != se)
4045                         break;
4046
4047                 cfs_rq->skip = NULL;
4048         }
4049 }
4050
4051 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4052 {
4053         if (cfs_rq->last == se)
4054                 __clear_buddies_last(se);
4055
4056         if (cfs_rq->next == se)
4057                 __clear_buddies_next(se);
4058
4059         if (cfs_rq->skip == se)
4060                 __clear_buddies_skip(se);
4061 }
4062
4063 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4064
4065 static void
4066 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4067 {
4068         /*
4069          * Update run-time statistics of the 'current'.
4070          */
4071         update_curr(cfs_rq);
4072
4073         /*
4074          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4075          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4076          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4077          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4078          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4079          *     of its group cfs_rq.
4080          */
4081         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4082         dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
4083
4084         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
4085
4086         clear_buddies(cfs_rq, se);
4087
4088         if (se != cfs_rq->curr)
4089                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4090         se->on_rq = 0;
4091         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4092
4093         /*
4094          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4095          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4096          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4097          * can move min_vruntime forward still more.
4098          */
4099         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4100                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4101
4102         /* return excess runtime on last dequeue */
4103         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4104
4105         update_cfs_group(se);
4106
4107         /*
4108          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4109          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4110          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4111          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4112          */
4113         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4114                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4115 }
4116
4117 /*
4118  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4119  */
4120 static void
4121 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4122 {
4123         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4124         struct sched_entity *se;
4125         s64 delta;
4126
4127         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4128         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4129         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4130                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4131                 /*
4132                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4133                  * re-elected due to buddy favours.
4134                  */
4135                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4136                 return;
4137         }
4138
4139         /*
4140          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4141          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4142          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4143          */
4144         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4145                 return;
4146
4147         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4148         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4149
4150         if (delta < 0)
4151                 return;
4152
4153         if (delta > ideal_runtime)
4154                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4155 }
4156
4157 static void
4158 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4159 {
4160         /* 'current' is not kept within the tree. */
4161         if (se->on_rq) {
4162                 /*
4163                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4164                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4165                  * runqueue.
4166                  */
4167                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4168                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4169                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4170         }
4171
4172         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4173         cfs_rq->curr = se;
4174
4175         /*
4176          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4177          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4178          * when there are only lesser-weight tasks around):
4179          */
4180         if (schedstat_enabled() &&
4181             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4182                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4183                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4184                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4185         }
4186
4187         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4188 }
4189
4190 static int
4191 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4192
4193 /*
4194  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4195  * 1) keep things fair between processes/task groups
4196  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4197  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4198  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4199  */
4200 static struct sched_entity *
4201 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4202 {
4203         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4204         struct sched_entity *se;
4205
4206         /*
4207          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4208          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4209          */
4210         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4211                 left = curr;
4212
4213         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4214
4215         /*
4216          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4217          * be done without getting too unfair.
4218          */
4219         if (cfs_rq->skip == se) {
4220                 struct sched_entity *second;
4221
4222                 if (se == curr) {
4223                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4224                 } else {
4225                         second = __pick_next_entity(se);
4226                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4227                                 second = curr;
4228                 }
4229
4230                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4231                         se = second;
4232         }
4233
4234         /*
4235          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4236          */
4237         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
4238                 se = cfs_rq->last;
4239
4240         /*
4241          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4242          */
4243         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
4244                 se = cfs_rq->next;
4245
4246         clear_buddies(cfs_rq, se);
4247
4248         return se;
4249 }
4250
4251 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4252
4253 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4254 {
4255         /*
4256          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4257          * was not called and update_curr() has to be done:
4258          */
4259         if (prev->on_rq)
4260                 update_curr(cfs_rq);
4261
4262         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4263         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4264
4265         check_spread(cfs_rq, prev);
4266
4267         if (prev->on_rq) {
4268                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4269                 /* Put 'current' back into the tree. */
4270                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4271                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4272                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4273         }
4274         cfs_rq->curr = NULL;
4275 }
4276
4277 static void
4278 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4279 {
4280         /*
4281          * Update run-time statistics of the 'current'.
4282          */
4283         update_curr(cfs_rq);
4284
4285         /*
4286          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4287          */
4288         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4289         update_cfs_group(curr);
4290
4291 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4292         /*
4293          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4294          * validating it and just reschedule.
4295          */
4296         if (queued) {
4297                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4298                 return;
4299         }
4300         /*
4301          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4302          */
4303         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4304                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4305                 return;
4306 #endif
4307
4308         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4309                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4310 }
4311
4312
4313 /**************************************************
4314  * CFS bandwidth control machinery
4315  */
4316
4317 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4318
4319 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4320 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4321
4322 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4323 {
4324         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4325 }
4326
4327 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4328 {
4329         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4330 }
4331
4332 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4333 {
4334         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4335 }
4336 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4337 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4338 {
4339         return true;
4340 }
4341
4342 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4343 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4344 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4345
4346 /*
4347  * default period for cfs group bandwidth.
4348  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4349  */
4350 static inline u64 default_cfs_period(void)
4351 {
4352         return 100000000ULL;
4353 }
4354
4355 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4356 {
4357         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4358 }
4359
4360 /*
4361  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
4362  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
4363  * around rq->lock.
4364  *
4365  * requires cfs_b->lock
4366  */
4367 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4368 {
4369         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF)
4370                 cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4371 }
4372
4373 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4374 {
4375         return &tg->cfs_bandwidth;
4376 }
4377
4378 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4379 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4380 {
4381         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
4382         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
4383         u64 amount = 0, min_amount;
4384
4385         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4386         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
4387
4388         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4389         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4390                 amount = min_amount;
4391         else {
4392                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4393
4394                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4395                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4396                         cfs_b->runtime -= amount;
4397                         cfs_b->idle = 0;
4398                 }
4399         }
4400         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4401
4402         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4403
4404         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4405 }
4406
4407 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4408 {
4409         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4410         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4411
4412         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4413                 return;
4414
4415         if (cfs_rq->throttled)
4416                 return;
4417         /*
4418          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4419          * hierarchy can be throttled
4420          */
4421         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4422                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4423 }
4424
4425 static __always_inline
4426 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4427 {
4428         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4429                 return;
4430
4431         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4432 }
4433
4434 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4435 {
4436         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4437 }
4438
4439 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4440 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4441 {
4442         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4443 }
4444
4445 /*
4446  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4447  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4448  * load-balance operations.
4449  */
4450 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4451                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4452 {
4453         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4454
4455         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4456         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4457
4458         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4459                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4460 }
4461
4462 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4463 {
4464         struct rq *rq = data;
4465         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4466
4467         cfs_rq->throttle_count--;
4468         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4469                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4470                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4471
4472                 /* Add cfs_rq with already running entity in the list */
4473                 if (cfs_rq->nr_running >= 1)
4474                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4475         }
4476
4477         return 0;
4478 }
4479
4480 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4481 {
4482         struct rq *rq = data;
4483         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4484
4485         /* group is entering throttled state, stop time */
4486         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4487                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4488                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4489         }
4490         cfs_rq->throttle_count++;
4491
4492         return 0;
4493 }
4494
4495 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4496 {
4497         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4498         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4499         struct sched_entity *se;
4500         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4501         bool empty;
4502
4503         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4504
4505         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4506         rcu_read_lock();
4507         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4508         rcu_read_unlock();
4509
4510         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4511         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4512         for_each_sched_entity(se) {
4513                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4514                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4515                 if (!se->on_rq)
4516                         break;
4517
4518                 if (dequeue)
4519                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4520                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4521                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4522
4523                 if (qcfs_rq->load.weight)
4524                         dequeue = 0;
4525         }
4526
4527         if (!se)
4528                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4529
4530         cfs_rq->throttled = 1;
4531         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4532         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4533         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4534
4535         /*
4536          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
4537          * distribute_cfs_runtime will not see us. If disribute_cfs_runtime is
4538          * not running add to the tail so that later runqueues don't get starved.
4539          */
4540         if (cfs_b->distribute_running)
4541                 list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4542         else
4543                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4544
4545         /*
4546          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
4547          * timer is running.
4548          */
4549         if (empty)
4550                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4551
4552         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4553 }
4554
4555 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4556 {
4557         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4558         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4559         struct sched_entity *se;
4560         int enqueue = 1;
4561         long task_delta, idle_task_delta;
4562
4563         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4564
4565         cfs_rq->throttled = 0;
4566
4567         update_rq_clock(rq);
4568
4569         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4570         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4571         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4572         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4573
4574         /* update hierarchical throttle state */
4575         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4576
4577         if (!cfs_rq->load.weight)
4578                 return;
4579
4580         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4581         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4582         for_each_sched_entity(se) {
4583                 if (se->on_rq)
4584                         enqueue = 0;
4585
4586                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4587                 if (enqueue)
4588                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4589                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4590                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4591
4592                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4593                         break;
4594         }
4595
4596         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
4597
4598         if (!se)
4599                 add_nr_running(rq, task_delta);
4600
4601         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4602         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4603                 resched_curr(rq);
4604 }
4605
4606 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 remaining)
4607 {
4608         struct cfs_rq *cfs_rq;
4609         u64 runtime;
4610         u64 starting_runtime = remaining;
4611
4612         rcu_read_lock();
4613         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4614                                 throttled_list) {
4615                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4616                 struct rq_flags rf;
4617
4618                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
4619                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4620                         goto next;
4621
4622                 /* By the above check, this should never be true */
4623                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
4624
4625                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4626                 if (runtime > remaining)
4627                         runtime = remaining;
4628                 remaining -= runtime;
4629
4630                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4631
4632                 /* we check whether we're throttled above */
4633                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4634                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4635
4636 next:
4637                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
4638
4639                 if (!remaining)
4640                         break;
4641         }
4642         rcu_read_unlock();
4643
4644         return starting_runtime - remaining;
4645 }
4646
4647 /*
4648  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4649  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4650  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4651  * used to track this state.
4652  */
4653 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
4654 {
4655         u64 runtime;
4656         int throttled;
4657
4658         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4659         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4660                 goto out_deactivate;
4661
4662         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4663         cfs_b->nr_periods += overrun;
4664
4665         /*
4666          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4667          * we're going inactive then everything else can be deferred
4668          */
4669         if (cfs_b->idle && !throttled)
4670                 goto out_deactivate;
4671
4672         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4673
4674         if (!throttled) {
4675                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4676                 cfs_b->idle = 1;
4677                 return 0;
4678         }
4679
4680         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4681         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4682
4683         /*
4684          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4685          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4686          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4687          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4688          * only by limited amounts in that extreme case.
4689          */
4690         while (throttled && cfs_b->runtime > 0 && !cfs_b->distribute_running) {
4691                 runtime = cfs_b->runtime;
4692                 cfs_b->distribute_running = 1;
4693                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4694                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4695                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime);
4696                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4697
4698                 cfs_b->distribute_running = 0;
4699                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4700
4701                 lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4702         }
4703
4704         /*
4705          * While we are ensured activity in the period following an
4706          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4707          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4708          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4709          */
4710         cfs_b->idle = 0;
4711
4712         return 0;
4713
4714 out_deactivate:
4715         return 1;
4716 }
4717
4718 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4719 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4720 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4721 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4722 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4723 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4724
4725 /*
4726  * Are we near the end of the current quota period?
4727  *
4728  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4729  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4730  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4731  */
4732 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4733 {
4734         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4735         u64 remaining;
4736
4737         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4738         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4739                 return 1;
4740
4741         /* is a quota refresh about to occur? */
4742         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4743         if (remaining < min_expire)
4744                 return 1;
4745
4746         return 0;
4747 }
4748
4749 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4750 {
4751         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4752
4753         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4754         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4755                 return;
4756
4757         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
4758         if (cfs_b->slack_started)
4759                 return;
4760         cfs_b->slack_started = true;
4761
4762         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4763                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4764                         HRTIMER_MODE_REL);
4765 }
4766
4767 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4768 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4769 {
4770         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4771         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4772
4773         if (slack_runtime <= 0)
4774                 return;
4775
4776         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4777         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
4778                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4779
4780                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4781                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4782                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4783                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4784         }
4785         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4786
4787         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4788         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4789 }
4790
4791 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4792 {
4793         if (!cfs_bandwidth_used())
4794                 return;
4795
4796         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4797                 return;
4798
4799         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4800 }
4801
4802 /*
4803  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4804  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4805  */
4806 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4807 {
4808         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4809         unsigned long flags;
4810
4811         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4812         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4813         cfs_b->slack_started = false;
4814         if (cfs_b->distribute_running) {
4815                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4816                 return;
4817         }
4818
4819         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4820                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4821                 return;
4822         }
4823
4824         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4825                 runtime = cfs_b->runtime;
4826
4827         if (runtime)
4828                 cfs_b->distribute_running = 1;
4829
4830         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4831
4832         if (!runtime)
4833                 return;
4834
4835         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime);
4836
4837         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4838         lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4839         cfs_b->distribute_running = 0;
4840         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4841 }
4842
4843 /*
4844  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4845  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4846  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4847  */
4848 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4849 {
4850         if (!cfs_bandwidth_used())
4851                 return;
4852
4853         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4854         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4855                 return;
4856
4857         /* ensure the group is not already throttled */
4858         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4859                 return;
4860
4861         /* update runtime allocation */
4862         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4863         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4864                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4865 }
4866
4867 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
4868 {
4869         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
4870
4871         if (!cfs_bandwidth_used())
4872                 return;
4873
4874         if (!tg->parent)
4875                 return;
4876
4877         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4878         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
4879
4880         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4881         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
4882 }
4883
4884 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4885 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4886 {
4887         if (!cfs_bandwidth_used())
4888                 return false;
4889
4890         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4891                 return false;
4892
4893         /*
4894          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4895          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4896          */
4897         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4898                 return true;
4899
4900         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4901         return true;
4902 }
4903
4904 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4905 {
4906         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4907                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4908
4909         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4910
4911         return HRTIMER_NORESTART;
4912 }
4913
4914 extern const u64 max_cfs_quota_period;
4915
4916 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4917 {
4918         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4919                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4920         unsigned long flags;
4921         int overrun;
4922         int idle = 0;
4923         int count = 0;
4924
4925         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4926         for (;;) {
4927                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4928                 if (!overrun)
4929                         break;
4930
4931                 if (++count > 3) {
4932                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
4933
4934                         /*
4935                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
4936                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
4937                          * to fail.
4938                          */
4939                         new = old * 2;
4940                         if (new < max_cfs_quota_period) {
4941                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
4942                                 cfs_b->quota *= 2;
4943
4944                                 pr_warn_ratelimited(
4945         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
4946                                         smp_processor_id(),
4947                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
4948                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
4949                         } else {
4950                                 pr_warn_ratelimited(
4951         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
4952                                         smp_processor_id(),
4953                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
4954                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
4955                         }
4956
4957                         /* reset count so we don't come right back in here */
4958                         count = 0;
4959                 }
4960
4961                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
4962         }
4963         if (idle)
4964                 cfs_b->period_active = 0;
4965         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4966
4967         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4968 }
4969
4970 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4971 {
4972         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4973         cfs_b->runtime = 0;
4974         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4975         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4976
4977         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4978         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4979         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4980         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4981         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4982         cfs_b->distribute_running = 0;
4983         cfs_b->slack_started = false;
4984 }
4985
4986 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4987 {
4988         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4989         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4990 }
4991
4992 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4993 {
4994         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4995
4996         if (cfs_b->period_active)
4997                 return;
4998
4999         cfs_b->period_active = 1;
5000         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5001         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5002 }
5003
5004 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5005 {
5006         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5007         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5008                 return;
5009
5010         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5011         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5012 }
5013
5014 /*
5015  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5016  *
5017  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5018  * bits doesn't do much.
5019  */
5020
5021 /* cpu online calback */
5022 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5023 {
5024         struct task_group *tg;
5025
5026         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5027
5028         rcu_read_lock();
5029         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5030                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5031                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5032
5033                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5034                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5035                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5036         }
5037         rcu_read_unlock();
5038 }
5039
5040 /* cpu offline callback */
5041 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5042 {
5043         struct task_group *tg;
5044
5045         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5046
5047         rcu_read_lock();
5048         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5049                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5050
5051                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5052                         continue;
5053
5054                 /*
5055                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5056                  * there's some valid quota amount
5057                  */
5058                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5059                 /*
5060                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5061                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5062                  */
5063                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5064
5065                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5066                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5067         }
5068         rcu_read_unlock();
5069 }
5070
5071 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5072
5073 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5074 {
5075         return false;
5076 }
5077
5078 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5079 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5080 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5081 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5082 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5083
5084 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5085 {
5086         return 0;
5087 }
5088
5089 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5090 {
5091         return 0;
5092 }
5093
5094 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5095                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5096 {
5097         return 0;
5098 }
5099
5100 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5101
5102 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5103 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5104 #endif
5105
5106 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5107 {
5108         return NULL;
5109 }
5110 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5111 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5112 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5113
5114 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5115
5116 /**************************************************
5117  * CFS operations on tasks:
5118  */
5119
5120 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5121 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5122 {
5123         struct sched_entity *se = &p->se;
5124         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5125
5126         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5127
5128         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5129                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5130                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5131                 s64 delta = slice - ran;
5132
5133                 if (delta < 0) {
5134                         if (rq->curr == p)
5135                                 resched_curr(rq);
5136                         return;
5137                 }
5138                 hrtick_start(rq, delta);
5139         }
5140 }
5141
5142 /*
5143  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5144  * current task is from our class and nr_running is low enough
5145  * to matter.
5146  */
5147 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5148 {
5149         struct task_struct *curr = rq->curr;
5150
5151         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5152                 return;
5153
5154         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5155                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5156 }
5157 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5158 static inline void
5159 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5160 {
5161 }
5162
5163 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5164 {
5165 }
5166 #endif
5167
5168 #ifdef CONFIG_SMP
5169 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5170
5171 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5172 {
5173         return !fits_capacity(cpu_util(cpu), capacity_of(cpu));
5174 }
5175
5176 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5177 {
5178         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5179                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5180                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5181         }
5182 }
5183 #else
5184 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5185 #endif
5186
5187 /*
5188  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5189  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5190  * then put the task into the rbtree:
5191  */
5192 static void
5193 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5194 {
5195         struct cfs_rq *cfs_rq;
5196         struct sched_entity *se = &p->se;
5197         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5198
5199         /*
5200          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5201          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5202          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5203          * estimated utilization, before we update schedutil.
5204          */
5205         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5206
5207         /*
5208          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5209          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5210          * passed.
5211          */
5212         if (p->in_iowait)
5213                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5214
5215         for_each_sched_entity(se) {
5216                 if (se->on_rq)
5217                         break;
5218                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5219                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5220
5221                 /*
5222                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5223                  *
5224                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5225                  * post the final h_nr_running increment below.
5226                  */
5227                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5228                         break;
5229                 cfs_rq->h_nr_running++;
5230                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5231
5232                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5233         }
5234
5235         for_each_sched_entity(se) {
5236                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5237                 cfs_rq->h_nr_running++;
5238                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5239
5240                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5241                         break;
5242
5243                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5244                 update_cfs_group(se);
5245         }
5246
5247         if (!se) {
5248                 add_nr_running(rq, 1);
5249                 /*
5250                  * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5251                  * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5252                  * ability to cross the overutilized threshold, which will
5253                  * result in the load balancer ruining all the task placement
5254                  * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5255                  * for the first enqueue operation of new tasks during the
5256                  * overutilized flag detection.
5257                  *
5258                  * A better way of solving this problem would be to wait for
5259                  * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5260                  * into account, but that is not straightforward to implement,
5261                  * and the following generally works well enough in practice.
5262                  */
5263                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
5264                         update_overutilized_status(rq);
5265
5266         }
5267
5268         if (cfs_bandwidth_used()) {
5269                 /*
5270                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5271                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5272                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5273                  * below.
5274                  */
5275                 for_each_sched_entity(se) {
5276                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5277
5278                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5279                                 break;
5280                 }
5281         }
5282
5283         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5284
5285         hrtick_update(rq);
5286 }
5287
5288 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5289
5290 /*
5291  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5292  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5293  * update the fair scheduling stats:
5294  */
5295 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5296 {
5297         struct cfs_rq *cfs_rq;
5298         struct sched_entity *se = &p->se;
5299         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5300         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5301
5302         for_each_sched_entity(se) {
5303                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5304                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5305
5306                 /*
5307                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5308                  *
5309                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5310                  * post the final h_nr_running decrement below.
5311                 */
5312                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5313                         break;
5314                 cfs_rq->h_nr_running--;
5315                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5316
5317                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5318                 if (cfs_rq->load.weight) {
5319                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5320                         se = parent_entity(se);
5321                         /*
5322                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5323                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5324                          */
5325                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5326                                 set_next_buddy(se);
5327                         break;
5328                 }
5329                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5330         }
5331
5332         for_each_sched_entity(se) {
5333                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5334                 cfs_rq->h_nr_running--;
5335                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5336
5337                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5338                         break;
5339
5340                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5341                 update_cfs_group(se);
5342         }
5343
5344         if (!se)
5345                 sub_nr_running(rq, 1);
5346
5347         util_est_dequeue(&rq->cfs, p, task_sleep);
5348         hrtick_update(rq);
5349 }
5350
5351 #ifdef CONFIG_SMP
5352
5353 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5354 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5355 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5356
5357 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5358
5359 static struct {
5360         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5361         atomic_t nr_cpus;
5362         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5363         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5364         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5365 } nohz ____cacheline_aligned;
5366
5367 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5368
5369 /* CPU only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5370 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5371 {
5372         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5373
5374         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5375                         rq->nr_running);
5376 }
5377
5378 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
5379 {
5380         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
5381 }
5382
5383 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5384 {
5385         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5386 }
5387
5388 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5389 {
5390         /*
5391          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5392          * jiffy will not have built up many flips.
5393          */
5394         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5395                 current->wakee_flips >>= 1;
5396                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5397         }
5398
5399         if (current->last_wakee != p) {
5400                 current->last_wakee = p;
5401                 current->wakee_flips++;
5402         }
5403 }
5404
5405 /*
5406  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5407  *
5408  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5409  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5410  *
5411  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5412  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5413  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5414  *
5415  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5416  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5417  *
5418  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5419  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5420  * socket size.
5421  */
5422 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5423 {
5424         unsigned int master = current->wakee_flips;
5425         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5426         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5427
5428         if (master < slave)
5429                 swap(master, slave);
5430         if (slave < factor || master < slave * factor)
5431                 return 0;
5432         return 1;
5433 }
5434
5435 /*
5436  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5437  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5438  * CPU.
5439  *
5440  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5441  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5442  *
5443  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5444  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5445  *                        for the overloaded case.
5446  */
5447 static int
5448 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5449 {
5450         /*
5451          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5452          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5453          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5454          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5455          *
5456          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5457          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5458          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5459          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5460          * on one CPU.
5461          */
5462         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5463                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5464
5465         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5466                 return this_cpu;
5467
5468         return nr_cpumask_bits;
5469 }
5470
5471 static int
5472 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5473                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5474 {
5475         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5476         unsigned long task_load;
5477
5478         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
5479
5480         if (sync) {
5481                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5482
5483                 if (current_load > this_eff_load)
5484                         return this_cpu;
5485
5486                 this_eff_load -= current_load;
5487         }
5488
5489         task_load = task_h_load(p);
5490
5491         this_eff_load += task_load;
5492         if (sched_feat(WA_BIAS))
5493                 this_eff_load *= 100;
5494         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5495
5496         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
5497         prev_eff_load -= task_load;
5498         if (sched_feat(WA_BIAS))
5499                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5500         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5501
5502         /*
5503          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5504          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5505          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5506          * idle.
5507          */
5508         if (sync)
5509                 prev_eff_load += 1;
5510
5511         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5512 }
5513
5514 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5515                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5516 {
5517         int target = nr_cpumask_bits;
5518
5519         if (sched_feat(WA_IDLE))
5520                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5521
5522         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5523                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5524
5525         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5526         if (target == nr_cpumask_bits)
5527                 return prev_cpu;
5528
5529         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5530         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5531         return target;
5532 }
5533
5534 static struct sched_group *
5535 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5536                   int this_cpu, int sd_flag);
5537
5538 /*
5539  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5540  */
5541 static int
5542 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5543 {
5544         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5545         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5546         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5547         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5548         int shallowest_idle_cpu = -1, si_cpu = -1;
5549         int i;
5550
5551         /* Check if we have any choice: */
5552         if (group->group_weight == 1)
5553                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5554
5555         /* Traverse only the allowed CPUs */
5556         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
5557                 if (available_idle_cpu(i)) {
5558                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5559                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5560                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5561                                 /*
5562                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5563                                  * has the smallest exit latency irrespective
5564                                  * of any idle timestamp.
5565                                  */
5566                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5567                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5568                                 shallowest_idle_cpu = i;
5569                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5570                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5571                                 /*
5572                                  * If equal or no active idle state, then
5573                                  * the most recently idled CPU might have
5574                                  * a warmer cache.
5575                                  */
5576                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5577                                 shallowest_idle_cpu = i;
5578                         }
5579                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1 && si_cpu == -1) {
5580                         if (sched_idle_cpu(i)) {
5581                                 si_cpu = i;
5582                                 continue;
5583                         }
5584
5585                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
5586                         if (load < min_load) {
5587                                 min_load = load;
5588                                 least_loaded_cpu = i;
5589                         }
5590                 }
5591         }
5592
5593         if (shallowest_idle_cpu != -1)
5594                 return shallowest_idle_cpu;
5595         if (si_cpu != -1)
5596                 return si_cpu;
5597         return least_loaded_cpu;
5598 }
5599
5600 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5601                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5602 {
5603         int new_cpu = cpu;
5604
5605         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
5606                 return prev_cpu;
5607
5608         /*
5609          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
5610          * prev_cpu's last_update_time.
5611          */
5612         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5613                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5614
5615         while (sd) {
5616                 struct sched_group *group;
5617                 struct sched_domain *tmp;
5618                 int weight;
5619
5620                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5621                         sd = sd->child;
5622                         continue;
5623                 }
5624
5625                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5626                 if (!group) {
5627                         sd = sd->child;
5628                         continue;
5629                 }
5630
5631                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
5632                 if (new_cpu == cpu) {
5633                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
5634                         sd = sd->child;
5635                         continue;
5636                 }
5637
5638                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
5639                 cpu = new_cpu;
5640                 weight = sd->span_weight;
5641                 sd = NULL;
5642                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5643                         if (weight <= tmp->span_weight)
5644                                 break;
5645                         if (tmp->flags & sd_flag)
5646                                 sd = tmp;
5647                 }
5648         }
5649
5650         return new_cpu;
5651 }
5652
5653 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5654 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5655 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
5656
5657 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
5658 {
5659         struct sched_domain_shared *sds;
5660
5661         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5662         if (sds)
5663                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
5664 }
5665
5666 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
5667 {
5668         struct sched_domain_shared *sds;
5669
5670         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5671         if (sds)
5672                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
5673
5674         return def;
5675 }
5676
5677 /*
5678  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
5679  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
5680  *
5681  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
5682  * state should be fairly cheap.
5683  */
5684 void __update_idle_core(struct rq *rq)
5685 {
5686         int core = cpu_of(rq);
5687         int cpu;
5688
5689         rcu_read_lock();
5690         if (test_idle_cores(core, true))
5691                 goto unlock;
5692
5693         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5694                 if (cpu == core)
5695                         continue;
5696
5697                 if (!available_idle_cpu(cpu))
5698                         goto unlock;
5699         }
5700
5701         set_idle_cores(core, 1);
5702 unlock:
5703         rcu_read_unlock();
5704 }
5705
5706 /*
5707  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
5708  * there are no idle cores left in the system; tracked through
5709  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
5710  */
5711 static int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5712 {
5713         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
5714         int core, cpu;
5715
5716         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5717                 return -1;
5718
5719         if (!test_idle_cores(target, false))
5720                 return -1;
5721
5722         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
5723
5724         for_each_cpu_wrap(core, cpus, target) {
5725                 bool idle = true;
5726
5727                 for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5728                         __cpumask_clear_cpu(cpu, cpus);
5729                         if (!available_idle_cpu(cpu))
5730                                 idle = false;
5731                 }
5732
5733                 if (idle)
5734                         return core;
5735         }
5736
5737         /*
5738          * Failed to find an idle core; stop looking for one.
5739          */
5740         set_idle_cores(target, 0);
5741
5742         return -1;
5743 }
5744
5745 /*
5746  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
5747  */
5748 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
5749 {
5750         int cpu, si_cpu = -1;
5751
5752         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5753                 return -1;
5754
5755         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
5756                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
5757                         continue;
5758                 if (available_idle_cpu(cpu))
5759                         return cpu;
5760                 if (si_cpu == -1 && sched_idle_cpu(cpu))
5761                         si_cpu = cpu;
5762         }
5763
5764         return si_cpu;
5765 }
5766
5767 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
5768
5769 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5770 {
5771         return -1;
5772 }
5773
5774 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
5775 {
5776         return -1;
5777 }
5778
5779 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
5780
5781 /*
5782  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
5783  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
5784  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
5785  */
5786 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5787 {
5788         struct sched_domain *this_sd;
5789         u64 avg_cost, avg_idle;
5790         u64 time, cost;
5791         s64 delta;
5792         int this = smp_processor_id();
5793         int cpu, nr = INT_MAX, si_cpu = -1;
5794
5795         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
5796         if (!this_sd)
5797                 return -1;
5798
5799         /*
5800          * Due to large variance we need a large fuzz factor; hackbench in
5801          * particularly is sensitive here.
5802          */
5803         avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
5804         avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
5805
5806         if (sched_feat(SIS_AVG_CPU) && avg_idle < avg_cost)
5807                 return -1;
5808
5809         if (sched_feat(SIS_PROP)) {
5810                 u64 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
5811                 if (span_avg > 4*avg_cost)
5812                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
5813                 else
5814                         nr = 4;
5815         }
5816
5817         time = cpu_clock(this);
5818
5819         for_each_cpu_wrap(cpu, sched_domain_span(sd), target) {
5820                 if (!--nr)
5821                         return si_cpu;
5822                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
5823                         continue;
5824                 if (available_idle_cpu(cpu))
5825                         break;
5826                 if (si_cpu == -1 && sched_idle_cpu(cpu))
5827                         si_cpu = cpu;
5828         }
5829
5830         time = cpu_clock(this) - time;
5831         cost = this_sd->avg_scan_cost;
5832         delta = (s64)(time - cost) / 8;
5833         this_sd->avg_scan_cost += delta;
5834
5835         return cpu;
5836 }
5837
5838 /*
5839  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
5840  */
5841 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
5842 {
5843         struct sched_domain *sd;
5844         int i, recent_used_cpu;
5845
5846         if (available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target))
5847                 return target;
5848
5849         /*
5850          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
5851          */
5852         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
5853             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)))
5854                 return prev;
5855
5856         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
5857         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
5858         if (recent_used_cpu != prev &&
5859             recent_used_cpu != target &&
5860             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
5861             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
5862             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr)) {
5863                 /*
5864                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
5865                  * candidate for the next wake:
5866                  */
5867                 p->recent_used_cpu = prev;
5868                 return recent_used_cpu;
5869         }
5870
5871         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
5872         if (!sd)
5873                 return target;
5874
5875         i = select_idle_core(p, sd, target);
5876         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
5877                 return i;
5878
5879         i = select_idle_cpu(p, sd, target);
5880         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
5881                 return i;
5882
5883         i = select_idle_smt(p, target);
5884         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
5885                 return i;
5886
5887         return target;
5888 }
5889
5890 /**
5891  * Amount of capacity of a CPU that is (estimated to be) used by CFS tasks
5892  * @cpu: the CPU to get the utilization of
5893  *
5894  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
5895  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
5896  * (ie cpu_capacity).
5897  *
5898  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
5899  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
5900  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
5901  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
5902  * (arch_scale_freq_capacity()).
5903  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
5904  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
5905  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
5906  *
5907  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
5908  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
5909  * currently RUNNABLE on that CPU.
5910  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
5911  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
5912  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
5913  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
5914  *
5915  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
5916  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
5917  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
5918  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
5919  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
5920  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
5921  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
5922  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
5923  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
5924  * migrations (scheduler-driven DVFS).
5925  *
5926  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
5927  */
5928 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
5929 {
5930         struct cfs_rq *cfs_rq;
5931         unsigned int util;
5932
5933         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
5934         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
5935
5936         if (sched_feat(UTIL_EST))
5937                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
5938
5939         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
5940 }
5941
5942 /*
5943  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
5944  * @cpu: the CPU which utilization is requested
5945  * @p: the task which utilization should be discounted
5946  *
5947  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
5948  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
5949  * execution on that CPU.
5950  *
5951  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
5952  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
5953  * contributing to the CPU utilization.
5954  */
5955 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
5956 {
5957         struct cfs_rq *cfs_rq;
5958         unsigned int util;
5959
5960         /* Task has no contribution or is new */
5961         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5962                 return cpu_util(cpu);
5963
5964         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
5965         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
5966
5967         /* Discount task's util from CPU's util */
5968         lsub_positive(&util, task_util(p));
5969
5970         /*
5971          * Covered cases:
5972          *
5973          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
5974          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
5975          *    and thus we return:
5976          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
5977          *
5978          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
5979          *    IDLE, then:
5980          *      cpu_util >= task_util
5981          *      cpu_util > util_est (== 0)
5982          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
5983          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
5984          *
5985          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
5986          *      util_est > cpu_util
5987          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
5988          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
5989          *    considering the expected utilization of tasks already
5990          *    runnable on that CPU.
5991          *
5992          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
5993          * covered by the following code when estimated utilization is
5994          * enabled.
5995          */
5996         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
5997                 unsigned int estimated =
5998                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
5999
6000                 /*
6001                  * Despite the following checks we still have a small window
6002                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6003                  * races with LB's detach_task():
6004                  *
6005                  *   detach_task()
6006                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6007                  *     ---------------------------------- A
6008                  *     deactivate_task()                   \
6009                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6010                  *         util_est_dequeue()              /
6011                  *     ---------------------------------- B
6012                  *
6013                  * The additional check on "current == p" it's required to
6014                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6015                  * reducing the chances for the above race.
6016                  */
6017                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6018                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6019
6020                 util = max(util, estimated);
6021         }
6022
6023         /*
6024          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6025          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6026          * the cpu_util call.
6027          */
6028         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6029 }
6030
6031 /*
6032  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
6033  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
6034  *
6035  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
6036  * BALANCE_WAKE sort things out.
6037  */
6038 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
6039 {
6040         long min_cap, max_cap;
6041
6042         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6043                 return 0;
6044
6045         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
6046         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
6047
6048         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
6049         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
6050                 return 0;
6051
6052         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
6053         sync_entity_load_avg(&p->se);
6054
6055         return !task_fits_capacity(p, min_cap);
6056 }
6057
6058 /*
6059  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6060  * to @dst_cpu.
6061  */
6062 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6063 {
6064         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6065         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6066
6067         /*
6068          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6069          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6070          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6071          * util_avg should already be correct.
6072          */
6073         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6074                 sub_positive(&util, task_util(p));
6075         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6076                 util += task_util(p);
6077
6078         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6079                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6080
6081                 /*
6082                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6083                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6084                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6085                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6086                  */
6087                 if (dst_cpu == cpu)
6088                         util_est += _task_util_est(p);
6089
6090                 util = max(util, util_est);
6091         }
6092
6093         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6094 }
6095
6096 /*
6097  * compute_energy(): Estimates the energy that @pd would consume if @p was
6098  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6099  * landscape of @pd's CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6100  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6101  * task.
6102  */
6103 static long
6104 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6105 {
6106         struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6107         unsigned long cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6108         unsigned long max_util = 0, sum_util = 0;
6109         int cpu;
6110
6111         /*
6112          * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by CPUs
6113          * of another rd if they belong to the same pd. So, account for the
6114          * utilization of these CPUs too by masking pd with cpu_online_mask
6115          * instead of the rd span.
6116          *
6117          * If an entire pd is outside of the current rd, it will not appear in
6118          * its pd list and will not be accounted by compute_energy().
6119          */
6120         for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6121                 unsigned long cpu_util, util_cfs = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6122                 struct task_struct *tsk = cpu == dst_cpu ? p : NULL;
6123
6124                 /*
6125                  * Busy time computation: utilization clamping is not
6126                  * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6127                  * is already enough to scale the EM reported power
6128                  * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6129                  */
6130                 sum_util += schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6131                                                ENERGY_UTIL, NULL);
6132
6133                 /*
6134                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6135                  * must be considered since it affects the selection
6136                  * of the performance domain frequency.
6137                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6138                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6139                  */
6140                 cpu_util = schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6141                                               FREQUENCY_UTIL, tsk);
6142                 max_util = max(max_util, cpu_util);
6143         }
6144
6145         return em_pd_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util);
6146 }
6147
6148 /*
6149  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6150  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6151  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6152  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6153  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6154  *
6155  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6156  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6157  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6158  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6159  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6160  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6161  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6162  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6163  * the best candidates of the performance domain.
6164  *
6165  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6166  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6167  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6168  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6169  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6170  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6171  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6172  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6173  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6174  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6175  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6176  *
6177  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6178  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6179  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6180  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6181  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6182  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6183  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6184  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6185  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6186  */
6187 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6188 {
6189         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6190         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6191         unsigned long cpu_cap, util, base_energy = 0;
6192         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu;
6193         struct sched_domain *sd;
6194         struct perf_domain *pd;
6195
6196         rcu_read_lock();
6197         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6198         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6199                 goto fail;
6200
6201         /*
6202          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6203          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6204          */
6205         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6206         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6207                 sd = sd->parent;
6208         if (!sd)
6209                 goto fail;
6210
6211         sync_entity_load_avg(&p->se);
6212         if (!task_util_est(p))
6213                 goto unlock;
6214
6215         for (; pd; pd = pd->next) {
6216                 unsigned long cur_delta, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6217                 unsigned long base_energy_pd;
6218                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6219
6220                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
6221                 base_energy_pd = compute_energy(p, -1, pd);
6222                 base_energy += base_energy_pd;
6223
6224                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6225                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6226                                 continue;
6227
6228                         /* Skip CPUs that will be overutilized. */
6229                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6230                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6231                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6232                                 continue;
6233
6234                         /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6235                         if (cpu == prev_cpu) {
6236                                 prev_delta = compute_energy(p, prev_cpu, pd);
6237                                 prev_delta -= base_energy_pd;
6238                                 best_delta = min(best_delta, prev_delta);
6239                         }
6240
6241                         /*
6242                          * Find the CPU with the maximum spare capacity in
6243                          * the performance domain
6244                          */
6245                         spare_cap = cpu_cap - util;
6246                         if (spare_cap > max_spare_cap) {
6247                                 max_spare_cap = spare_cap;
6248                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6249                         }
6250                 }
6251
6252                 /* Evaluate the energy impact of using this CPU. */
6253                 if (max_spare_cap_cpu >= 0 && max_spare_cap_cpu != prev_cpu) {
6254                         cur_delta = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, pd);
6255                         cur_delta -= base_energy_pd;
6256                         if (cur_delta < best_delta) {
6257                                 best_delta = cur_delta;
6258                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6259                         }
6260                 }
6261         }
6262 unlock:
6263         rcu_read_unlock();
6264
6265         /*
6266          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6267          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6268          */
6269         if (prev_delta == ULONG_MAX)
6270                 return best_energy_cpu;
6271
6272         if ((prev_delta - best_delta) > ((prev_delta + base_energy) >> 4))
6273                 return best_energy_cpu;
6274
6275         return prev_cpu;
6276
6277 fail:
6278         rcu_read_unlock();
6279
6280         return -1;
6281 }
6282
6283 /*
6284  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6285  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6286  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6287  *
6288  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6289  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6290  *
6291  * Returns the target CPU number.
6292  *
6293  * preempt must be disabled.
6294  */
6295 static int
6296 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6297 {
6298         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6299         int cpu = smp_processor_id();
6300         int new_cpu = prev_cpu;
6301         int want_affine = 0;
6302         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6303
6304         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
6305                 record_wakee(p);
6306
6307                 if (sched_energy_enabled()) {
6308                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6309                         if (new_cpu >= 0)
6310                                 return new_cpu;
6311                         new_cpu = prev_cpu;
6312                 }
6313
6314                 want_affine = !wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu) &&
6315                               cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
6316         }
6317
6318         rcu_read_lock();
6319         for_each_domain(cpu, tmp) {
6320                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6321                         break;
6322
6323                 /*
6324                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6325                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6326                  */
6327                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6328                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6329                         if (cpu != prev_cpu)
6330                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6331
6332                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6333                         break;
6334                 }
6335
6336                 if (tmp->flags & sd_flag)
6337                         sd = tmp;
6338                 else if (!want_affine)
6339                         break;
6340         }
6341
6342         if (unlikely(sd)) {
6343                 /* Slow path */
6344                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6345         } else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) { /* XXX always ? */
6346                 /* Fast path */
6347
6348                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6349
6350                 if (want_affine)
6351                         current->recent_used_cpu = cpu;
6352         }
6353         rcu_read_unlock();
6354
6355         return new_cpu;
6356 }
6357
6358 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6359
6360 /*
6361  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6362  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6363  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6364  */
6365 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6366 {
6367         /*
6368          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6369          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6370          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6371          * the task on the new runqueue.
6372          */
6373         if (p->state == TASK_WAKING) {
6374                 struct sched_entity *se = &p->se;
6375                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6376                 u64 min_vruntime;
6377
6378 #ifndef CONFIG_64BIT
6379                 u64 min_vruntime_copy;
6380
6381                 do {
6382                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6383                         smp_rmb();
6384                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6385                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6386 #else
6387                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6388 #endif
6389
6390                 se->vruntime -= min_vruntime;
6391         }
6392
6393         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6394                 /*
6395                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6396                  * rq->lock and can modify state directly.
6397                  */
6398                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6399                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6400
6401         } else {
6402                 /*
6403                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6404                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6405                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6406                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6407                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6408                  * sounds not bad.
6409                  */
6410                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6411         }
6412
6413         /* Tell new CPU we are migrated */
6414         p->se.avg.last_update_time = 0;
6415
6416         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6417         p->se.exec_start = 0;
6418
6419         update_scan_period(p, new_cpu);
6420 }
6421
6422 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6423 {
6424         remove_entity_load_avg(&p->se);
6425 }
6426 #endif /* CONFIG_SMP */
6427
6428 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6429 {
6430         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6431
6432         /*
6433          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6434          * to virtual-time in his units.
6435          *
6436          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6437          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6438          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6439          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6440          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6441          *
6442          * This is especially important for buddies when the leftmost
6443          * task is higher priority than the buddy.
6444          */
6445         return calc_delta_fair(gran, se);
6446 }
6447
6448 /*
6449  * Should 'se' preempt 'curr'.
6450  *
6451  *             |s1
6452  *        |s2
6453  *   |s3
6454  *         g
6455  *      |<--->|c
6456  *
6457  *  w(c, s1) = -1
6458  *  w(c, s2) =  0
6459  *  w(c, s3) =  1
6460  *
6461  */
6462 static int
6463 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6464 {
6465         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6466
6467         if (vdiff <= 0)
6468                 return -1;
6469
6470         gran = wakeup_gran(se);
6471         if (vdiff > gran)
6472                 return 1;
6473
6474         return 0;
6475 }
6476
6477 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6478 {
6479         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6480                 return;
6481
6482         for_each_sched_entity(se) {
6483                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6484                         return;
6485                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6486         }
6487 }
6488
6489 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6490 {
6491         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6492                 return;
6493
6494         for_each_sched_entity(se) {
6495                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6496                         return;
6497                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6498         }
6499 }
6500
6501 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6502 {
6503         for_each_sched_entity(se)
6504                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6505 }
6506
6507 /*
6508  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6509  */
6510 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6511 {
6512         struct task_struct *curr = rq->curr;
6513         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6514         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6515         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6516         int next_buddy_marked = 0;
6517
6518         if (unlikely(se == pse))
6519                 return;
6520
6521         /*
6522          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6523          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6524          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6525          * next-buddy nomination below.
6526          */
6527         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6528                 return;
6529
6530         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6531                 set_next_buddy(pse);
6532                 next_buddy_marked = 1;
6533         }
6534
6535         /*
6536          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6537          * wake up path.
6538          *
6539          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6540          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6541          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6542          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6543          * below.
6544          */
6545         if (test_tsk_need_resched(curr))
6546                 return;
6547
6548         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6549         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
6550             likely(!task_has_idle_policy(p)))
6551                 goto preempt;
6552
6553         /*
6554          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6555          * is driven by the tick):
6556          */
6557         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6558                 return;
6559
6560         find_matching_se(&se, &pse);
6561         update_curr(cfs_rq_of(se));
6562         BUG_ON(!pse);
6563         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6564                 /*
6565                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6566                  * triggering this preemption.
6567                  */
6568                 if (!next_buddy_marked)
6569                         set_next_buddy(pse);
6570                 goto preempt;
6571         }
6572
6573         return;
6574
6575 preempt:
6576         resched_curr(rq);
6577         /*
6578          * Only set the backward buddy when the current task is still
6579          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6580          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6581          * point, either of which can * drop the rq lock.
6582          *
6583          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6584          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6585          */
6586         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6587                 return;
6588
6589         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6590                 set_last_buddy(se);
6591 }
6592
6593 static struct task_struct *
6594 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6595 {
6596         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6597         struct sched_entity *se;
6598         struct task_struct *p;
6599         int new_tasks;
6600
6601 again:
6602         if (!cfs_rq->nr_running)
6603                 goto idle;
6604
6605 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6606         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
6607                 goto simple;
6608
6609         /*
6610          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6611          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6612          *
6613          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6614          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6615          */
6616
6617         do {
6618                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6619
6620                 /*
6621                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6622                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6623                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6624                  * forget we've ever seen it.
6625                  */
6626                 if (curr) {
6627                         if (curr->on_rq)
6628                                 update_curr(cfs_rq);
6629                         else
6630                                 curr = NULL;
6631
6632                         /*
6633                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6634                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6635                          * Therefore the nr_running test will indeed
6636                          * be correct.
6637                          */
6638                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
6639                                 cfs_rq = &rq->cfs;
6640
6641                                 if (!cfs_rq->nr_running)
6642                                         goto idle;
6643
6644                                 goto simple;
6645                         }
6646                 }
6647
6648                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6649                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6650         } while (cfs_rq);
6651
6652         p = task_of(se);
6653
6654         /*
6655          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6656          * is a different task than we started out with, try and touch the
6657          * least amount of cfs_rqs.
6658          */
6659         if (prev != p) {
6660                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6661
6662                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6663                         int se_depth = se->depth;
6664                         int pse_depth = pse->depth;
6665
6666                         if (se_depth <= pse_depth) {
6667                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6668                                 pse = parent_entity(pse);
6669                         }
6670                         if (se_depth >= pse_depth) {
6671                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6672                                 se = parent_entity(se);
6673                         }
6674                 }
6675
6676                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6677                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6678         }
6679
6680         goto done;
6681 simple:
6682 #endif
6683         if (prev)
6684                 put_prev_task(rq, prev);
6685
6686         do {
6687                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6688                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6689                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6690         } while (cfs_rq);
6691
6692         p = task_of(se);
6693
6694 done: __maybe_unused;
6695 #ifdef CONFIG_SMP
6696         /*
6697          * Move the next running task to the front of
6698          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
6699          * one.
6700          */
6701         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
6702 #endif
6703
6704         if (hrtick_enabled(rq))
6705                 hrtick_start_fair(rq, p);
6706
6707         update_misfit_status(p, rq);
6708
6709         return p;
6710
6711 idle:
6712         if (!rf)
6713                 return NULL;
6714
6715         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
6716
6717         /*
6718          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6719          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6720          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6721          */
6722         if (new_tasks < 0)
6723                 return RETRY_TASK;
6724
6725         if (new_tasks > 0)
6726                 goto again;
6727
6728         /*
6729          * rq is about to be idle, check if we need to update the
6730          * lost_idle_time of clock_pelt
6731          */
6732         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
6733
6734         return NULL;
6735 }
6736
6737 /*
6738  * Account for a descheduled task:
6739  */
6740 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6741 {
6742         struct sched_entity *se = &prev->se;
6743         struct cfs_rq *cfs_rq;
6744
6745         for_each_sched_entity(se) {
6746                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6747                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6748         }
6749 }
6750
6751 /*
6752  * sched_yield() is very simple
6753  *
6754  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6755  */
6756 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6757 {
6758         struct task_struct *curr = rq->curr;
6759         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6760         struct sched_entity *se = &curr->se;
6761
6762         /*
6763          * Are we the only task in the tree?
6764          */
6765         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6766                 return;
6767
6768         clear_buddies(cfs_rq, se);
6769
6770         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6771                 update_rq_clock(rq);
6772                 /*
6773                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6774                  */
6775                 update_curr(cfs_rq);
6776                 /*
6777                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6778                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6779                  * and double the fastpath cost.
6780                  */
6781                 rq_clock_skip_update(rq);
6782         }
6783
6784         set_skip_buddy(se);
6785 }
6786
6787 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6788 {
6789         struct sched_entity *se = &p->se;
6790
6791         /* throttled hierarchies are not runnable */
6792         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6793                 return false;
6794
6795         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6796         set_next_buddy(se);
6797
6798         yield_task_fair(rq);
6799
6800         return true;
6801 }
6802
6803 #ifdef CONFIG_SMP
6804 /**************************************************
6805  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6806  *
6807  * BASICS
6808  *
6809  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6810  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6811  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6812  *
6813  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6814  *
6815  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
6816  * W_i,0 is defined as:
6817  *
6818  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6819  *
6820  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
6821  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
6822  *
6823  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6824  * weight:
6825  *
6826  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6827  *
6828  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
6829  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6830  * can also include other factors [XXX].
6831  *
6832  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6833  * directly from (1):
6834  *
6835  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6836  *
6837  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6838  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6839  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6840  *
6841  * [XXX expand on:
6842  *     - infeasible weights;
6843  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6844  *
6845  *
6846  * SCHED DOMAINS
6847  *
6848  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6849  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
6850  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6851  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
6852  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6853  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
6854  * the groups.
6855  *
6856  * This yields:
6857  *
6858  *     log_2 n     1     n
6859  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6860  *     i = 0      2^i   2^i
6861  *                               `- size of each group
6862  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
6863  *         |         `- freq
6864  *         `- sum over all levels
6865  *
6866  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6867  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6868  *
6869  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6870  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
6871  *
6872  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6873  *
6874  *             log_2 n
6875  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6876  *             k = 0
6877  *
6878  * And you'll find that:
6879  *
6880  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6881  *
6882  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
6883  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6884  * of:
6885  *
6886  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6887  *
6888  *
6889  * WORK CONSERVING
6890  *
6891  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6892  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
6893  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6894  *
6895  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6896  * time.
6897  *
6898  * [XXX more?]
6899  *
6900  *
6901  * CGROUPS
6902  *
6903  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6904  *
6905  *                                s_k,i
6906  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6907  *                                 S_k
6908  *
6909  * Where
6910  *
6911  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6912  *
6913  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
6914  *
6915  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6916  * property.
6917  *
6918  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6919  *      rewrite all of this once again.]
6920  */
6921
6922 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6923
6924 enum fbq_type { regular, remote, all };
6925
6926 /*
6927  * group_type describes the group of CPUs at the moment of the load balance.
6928  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
6929  * first so the groupe_type can be simply compared when selecting the busiest
6930  * group. see update_sd_pick_busiest().
6931  */
6932 enum group_type {
6933         group_has_spare = 0,
6934         group_fully_busy,
6935         group_misfit_task,
6936         group_asym_packing,
6937         group_imbalanced,
6938         group_overloaded
6939 };
6940
6941 enum migration_type {
6942         migrate_load = 0,
6943         migrate_util,
6944         migrate_task,
6945         migrate_misfit
6946 };
6947
6948 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
6949 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
6950 #define LBF_DST_PINNED  0x04
6951 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
6952 #define LBF_NOHZ_STATS  0x10
6953 #define LBF_NOHZ_AGAIN  0x20
6954
6955 struct lb_env {
6956         struct sched_domain     *sd;
6957
6958         struct rq               *src_rq;
6959         int                     src_cpu;
6960
6961         int                     dst_cpu;
6962         struct rq               *dst_rq;
6963
6964         struct cpumask          *dst_grpmask;
6965         int                     new_dst_cpu;
6966         enum cpu_idle_type      idle;
6967         long                    imbalance;
6968         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
6969         struct cpumask          *cpus;
6970
6971         unsigned int            flags;
6972
6973         unsigned int            loop;
6974         unsigned int            loop_break;
6975         unsigned int            loop_max;
6976
6977         enum fbq_type           fbq_type;
6978         enum migration_type     migration_type;
6979         struct list_head        tasks;
6980 };
6981
6982 /*
6983  * Is this task likely cache-hot:
6984  */
6985 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6986 {
6987         s64 delta;
6988
6989         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6990
6991         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6992                 return 0;
6993
6994         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
6995                 return 0;
6996
6997         /*
6998          * Buddy candidates are cache hot:
6999          */
7000         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7001                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7002                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7003                 return 1;
7004
7005         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7006                 return 1;
7007         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7008                 return 0;
7009
7010         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7011
7012         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7013 }
7014
7015 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7016 /*
7017  * Returns 1, if task migration degrades locality
7018  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7019  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7020  */
7021 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7022 {
7023         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7024         unsigned long src_weight, dst_weight;
7025         int src_nid, dst_nid, dist;
7026
7027         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7028                 return -1;
7029
7030         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7031                 return -1;
7032
7033         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7034         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7035
7036         if (src_nid == dst_nid)
7037                 return -1;
7038
7039         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7040         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7041                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7042                         return 1;
7043                 else
7044                         return -1;
7045         }
7046
7047         /* Encourage migration to the preferred node. */
7048         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7049                 return 0;
7050
7051         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7052         if (env->idle == CPU_IDLE)
7053                 return -1;
7054
7055         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7056         if (numa_group) {
7057                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7058                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7059         } else {
7060                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7061                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7062         }
7063
7064         return dst_weight < src_weight;
7065 }
7066
7067 #else
7068 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7069                                              struct lb_env *env)
7070 {
7071         return -1;
7072 }
7073 #endif
7074
7075 /*
7076  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7077  */
7078 static
7079 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7080 {
7081         int tsk_cache_hot;
7082
7083         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7084
7085         /*
7086          * We do not migrate tasks that are:
7087          * 1) throttled_lb_pair, or
7088          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7089          * 3) running (obviously), or
7090          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7091          */
7092         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7093                 return 0;
7094
7095         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7096                 int cpu;
7097
7098                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7099
7100                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7101
7102                 /*
7103                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7104                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7105                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7106                  *
7107                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
7108                  * already computed one in current iteration.
7109                  */
7110                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
7111                         return 0;
7112
7113                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7114                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7115                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7116                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7117                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7118                                 break;
7119                         }
7120                 }
7121
7122                 return 0;
7123         }
7124
7125         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7126         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7127
7128         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7129                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7130                 return 0;
7131         }
7132
7133         /*
7134          * Aggressive migration if:
7135          * 1) destination numa is preferred
7136          * 2) task is cache cold, or
7137          * 3) too many balance attempts have failed.
7138          */
7139         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7140         if (tsk_cache_hot == -1)
7141                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7142
7143         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7144             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7145                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7146                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7147                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7148                 }
7149                 return 1;
7150         }
7151
7152         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7153         return 0;
7154 }
7155
7156 /*
7157  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7158  */
7159 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7160 {
7161         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7162
7163         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7164         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7165 }
7166
7167 /*
7168  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7169  * part of active balancing operations within "domain".
7170  *
7171  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7172  */
7173 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7174 {
7175         struct task_struct *p;
7176
7177         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7178
7179         list_for_each_entry_reverse(p,
7180                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7181                 if (!can_migrate_task(p, env))
7182                         continue;
7183
7184                 detach_task(p, env);
7185
7186                 /*
7187                  * Right now, this is only the second place where
7188                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7189                  * so we can safely collect stats here rather than
7190                  * inside detach_tasks().
7191                  */
7192                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7193                 return p;
7194         }
7195         return NULL;
7196 }
7197
7198 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7199
7200 /*
7201  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
7202  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7203  *
7204  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7205  */
7206 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7207 {
7208         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7209         unsigned long util, load;
7210         struct task_struct *p;
7211         int detached = 0;
7212
7213         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7214
7215         if (env->imbalance <= 0)
7216                 return 0;
7217
7218         while (!list_empty(tasks)) {
7219                 /*
7220                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7221                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7222                  */
7223                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7224                         break;
7225
7226                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7227
7228                 env->loop++;
7229                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7230                 if (env->loop > env->loop_max)
7231                         break;
7232
7233                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7234                 if (env->loop > env->loop_break) {
7235                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7236                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7237                         break;
7238                 }
7239
7240                 if (!can_migrate_task(p, env))
7241                         goto next;
7242
7243                 switch (env->migration_type) {
7244                 case migrate_load:
7245                         load = task_h_load(p);
7246
7247                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
7248                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7249                                 goto next;
7250
7251                         if (load/2 > env->imbalance)
7252                                 goto next;
7253
7254                         env->imbalance -= load;
7255                         break;
7256
7257                 case migrate_util:
7258                         util = task_util_est(p);
7259
7260                         if (util > env->imbalance)
7261                                 goto next;
7262
7263                         env->imbalance -= util;
7264                         break;
7265
7266                 case migrate_task:
7267                         env->imbalance--;
7268                         break;
7269
7270                 case migrate_misfit:
7271                         /* This is not a misfit task */
7272                         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(env->src_cpu)))
7273                                 goto next;
7274
7275                         env->imbalance = 0;
7276                         break;
7277                 }
7278
7279                 detach_task(p, env);
7280                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7281
7282                 detached++;
7283
7284 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
7285                 /*
7286                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7287                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7288                  * the critical section.
7289                  */
7290                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7291                         break;
7292 #endif
7293
7294                 /*
7295                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7296                  * load/util/tasks.
7297                  */
7298                 if (env->imbalance <= 0)
7299                         break;
7300
7301                 continue;
7302 next:
7303                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7304         }
7305
7306         /*
7307          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7308          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7309          * than inside detach_one_task().
7310          */
7311         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7312
7313         return detached;
7314 }
7315
7316 /*
7317  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7318  */
7319 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7320 {
7321         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7322
7323         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7324         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7325         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7326 }
7327
7328 /*
7329  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7330  * its new rq.
7331  */
7332 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7333 {
7334         struct rq_flags rf;
7335
7336         rq_lock(rq, &rf);
7337         update_rq_clock(rq);
7338         attach_task(rq, p);
7339         rq_unlock(rq, &rf);
7340 }
7341
7342 /*
7343  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7344  * new rq.
7345  */
7346 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7347 {
7348         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7349         struct task_struct *p;
7350         struct rq_flags rf;
7351
7352         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7353         update_rq_clock(env->dst_rq);
7354
7355         while (!list_empty(tasks)) {
7356                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7357                 list_del_init(&p->se.group_node);
7358
7359                 attach_task(env->dst_rq, p);
7360         }
7361
7362         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7363 }
7364
7365 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7366 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7367 {
7368         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7369                 return true;
7370
7371         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7372                 return true;
7373
7374         return false;
7375 }
7376
7377 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7378 {
7379         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7380                 return true;
7381
7382         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7383                 return true;
7384
7385 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
7386         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7387                 return true;
7388 #endif
7389
7390         return false;
7391 }
7392
7393 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
7394 {
7395         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7396
7397         if (!has_blocked)
7398                 rq->has_blocked_load = 0;
7399 }
7400 #else
7401 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
7402 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
7403 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
7404 #endif
7405
7406 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7407
7408 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
7409 {
7410         if (cfs_rq->load.weight)
7411                 return false;
7412
7413         if (cfs_rq->avg.load_sum)
7414                 return false;
7415
7416         if (cfs_rq->avg.util_sum)
7417                 return false;
7418
7419         if (cfs_rq->avg.runnable_load_sum)
7420                 return false;
7421
7422         return true;
7423 }
7424
7425 static void update_blocked_averages(int cpu)
7426 {
7427         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7428         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
7429         const struct sched_class *curr_class;
7430         struct rq_flags rf;
7431         bool done = true;
7432
7433         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7434         update_rq_clock(rq);
7435
7436         /*
7437          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7438          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7439          */
7440         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
7441                 struct sched_entity *se;
7442
7443                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq))
7444                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7445
7446                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
7447                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
7448                 if (se && !skip_blocked_update(se))
7449                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, 0);
7450
7451                 /*
7452                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
7453                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
7454                  */
7455                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
7456                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
7457
7458                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7459                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7460                         done = false;
7461         }
7462
7463         curr_class = rq->curr->sched_class;
7464         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &rt_sched_class);
7465         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &dl_sched_class);
7466         update_irq_load_avg(rq, 0);
7467         /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7468         if (others_have_blocked(rq))
7469                 done = false;
7470
7471         update_blocked_load_status(rq, !done);
7472         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7473 }
7474
7475 /*
7476  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7477  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7478  * group is a fraction of its parents load.
7479  */
7480 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7481 {
7482         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7483         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7484         unsigned long now = jiffies;
7485         unsigned long load;
7486
7487         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7488                 return;
7489
7490         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
7491         for_each_sched_entity(se) {
7492                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7493                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
7494                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7495                         break;
7496         }
7497
7498         if (!se) {
7499                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7500                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7501         }
7502
7503         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
7504                 load = cfs_rq->h_load;
7505                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7506                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7507                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7508                 cfs_rq->h_load = load;
7509                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7510         }
7511 }
7512
7513 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7514 {
7515         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7516
7517         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7518         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7519                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7520 }
7521 #else
7522 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
7523 {
7524         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7525         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7526         const struct sched_class *curr_class;
7527         struct rq_flags rf;
7528
7529         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7530         update_rq_clock(rq);
7531         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
7532
7533         curr_class = rq->curr->sched_class;
7534         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &rt_sched_class);
7535         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &dl_sched_class);
7536         update_irq_load_avg(rq, 0);
7537         update_blocked_load_status(rq, cfs_rq_has_blocked(cfs_rq) || others_have_blocked(rq));
7538         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7539 }
7540
7541 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7542 {
7543         return p->se.avg.load_avg;
7544 }
7545 #endif
7546
7547 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7548
7549 /*
7550  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7551  */
7552 struct sg_lb_stats {
7553         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7554         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7555         unsigned long group_capacity;
7556         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7557         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
7558         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
7559         unsigned int idle_cpus;
7560         unsigned int group_weight;
7561         enum group_type group_type;
7562         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
7563         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
7564 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7565         unsigned int nr_numa_running;
7566         unsigned int nr_preferred_running;
7567 #endif
7568 };
7569
7570 /*
7571  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7572  *               during load balancing.
7573  */
7574 struct sd_lb_stats {
7575         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7576         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7577         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7578         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7579         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7580         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
7581
7582         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7583         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7584 };
7585
7586 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7587 {
7588         /*
7589          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7590          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7591          * We must however set busiest_stat::group_type and
7592          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
7593          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
7594          */
7595         *sds = (struct sd_lb_stats){
7596                 .busiest = NULL,
7597                 .local = NULL,
7598                 .total_load = 0UL,
7599                 .total_capacity = 0UL,
7600                 .busiest_stat = {
7601                         .idle_cpus = UINT_MAX,
7602                         .group_type = group_has_spare,
7603                 },
7604         };
7605 }
7606
7607 static unsigned long scale_rt_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7608 {
7609         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7610         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7611         unsigned long used, free;
7612         unsigned long irq;
7613
7614         irq = cpu_util_irq(rq);
7615
7616         if (unlikely(irq >= max))
7617                 return 1;
7618
7619         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
7620         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
7621
7622         if (unlikely(used >= max))
7623                 return 1;
7624
7625         free = max - used;
7626
7627         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
7628 }
7629
7630 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7631 {
7632         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(sd, cpu);
7633         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7634
7635         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7636
7637         if (!capacity)
7638                 capacity = 1;
7639
7640         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7641         sdg->sgc->capacity = capacity;
7642         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7643         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7644 }
7645
7646 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7647 {
7648         struct sched_domain *child = sd->child;
7649         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7650         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
7651         unsigned long interval;
7652
7653         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7654         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7655         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7656
7657         if (!child) {
7658                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7659                 return;
7660         }
7661
7662         capacity = 0;
7663         min_capacity = ULONG_MAX;
7664         max_capacity = 0;
7665
7666         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7667                 /*
7668                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7669                  * span the current group.
7670                  */
7671
7672                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
7673                         struct sched_group_capacity *sgc;
7674                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7675
7676                         /*
7677                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7678                          * gets here before we've attached the domains to the
7679                          * runqueues.
7680                          *
7681                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7682                          * in update_cpu_capacity().
7683                          *
7684                          * This avoids capacity from being 0 and
7685                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7686                          */
7687                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7688                                 capacity += capacity_of(cpu);
7689                         } else {
7690                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7691                                 capacity += sgc->capacity;
7692                         }
7693
7694                         min_capacity = min(capacity, min_capacity);
7695                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7696                 }
7697         } else  {
7698                 /*
7699                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7700                  * span the current group.
7701                  */
7702
7703                 group = child->groups;
7704                 do {
7705                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7706
7707                         capacity += sgc->capacity;
7708                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7709                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7710                         group = group->next;
7711                 } while (group != child->groups);
7712         }
7713
7714         sdg->sgc->capacity = capacity;
7715         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
7716         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7717 }
7718
7719 /*
7720  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7721  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7722  * Return true is the capacity is reduced
7723  */
7724 static inline int
7725 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7726 {
7727         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7728                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7729 }
7730
7731 /*
7732  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
7733  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
7734  * the task's current CPU is heavily pressured.
7735  */
7736 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7737 {
7738         return rq->misfit_task_load &&
7739                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
7740                  check_cpu_capacity(rq, sd));
7741 }
7742
7743 /*
7744  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7745  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
7746  *
7747  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
7748  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
7749  * Something like:
7750  *
7751  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7752  *              *     * * *
7753  *
7754  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7755  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7756  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
7757  *
7758  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7759  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7760  * moving tasks due to affinity constraints.
7761  *
7762  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7763  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7764  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7765  * to create an effective group imbalance.
7766  *
7767  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7768  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7769  * subtle and fragile situation.
7770  */
7771
7772 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7773 {
7774         return group->sgc->imbalance;
7775 }
7776
7777 /*
7778  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7779  * be used by some tasks.
7780  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7781  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7782  * available capacity for CFS tasks.
7783  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7784  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7785  * capacity in meaningful for the load balancer.
7786  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7787  * any benefit for the load balance.
7788  */
7789 static inline bool
7790 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
7791 {
7792         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7793                 return true;
7794
7795         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7796                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
7797                 return true;
7798
7799         return false;
7800 }
7801
7802 /*
7803  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7804  *  handle.
7805  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7806  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7807  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7808  *  false.
7809  */
7810 static inline bool
7811 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
7812 {
7813         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7814                 return false;
7815
7816         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7817                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
7818                 return true;
7819
7820         return false;
7821 }
7822
7823 /*
7824  * group_smaller_min_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7825  * per-CPU capacity than sched_group ref.
7826  */
7827 static inline bool
7828 group_smaller_min_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7829 {
7830         return fits_capacity(sg->sgc->min_capacity, ref->sgc->min_capacity);
7831 }
7832
7833 /*
7834  * group_smaller_max_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7835  * per-CPU capacity_orig than sched_group ref.
7836  */
7837 static inline bool
7838 group_smaller_max_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7839 {
7840         return fits_capacity(sg->sgc->max_capacity, ref->sgc->max_capacity);
7841 }
7842
7843 static inline enum
7844 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
7845                           struct sched_group *group,
7846                           struct sg_lb_stats *sgs)
7847 {
7848         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
7849                 return group_overloaded;
7850
7851         if (sg_imbalanced(group))
7852                 return group_imbalanced;
7853
7854         if (sgs->group_asym_packing)
7855                 return group_asym_packing;
7856
7857         if (sgs->group_misfit_task_load)
7858                 return group_misfit_task;
7859
7860         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
7861                 return group_fully_busy;
7862
7863         return group_has_spare;
7864 }
7865
7866 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq, bool force)
7867 {
7868 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7869         unsigned int cpu = rq->cpu;
7870
7871         if (!rq->has_blocked_load)
7872                 return false;
7873
7874         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
7875                 return false;
7876
7877         if (!force && !time_after(jiffies, rq->last_blocked_load_update_tick))
7878                 return true;
7879
7880         update_blocked_averages(cpu);
7881
7882         return rq->has_blocked_load;
7883 #else
7884         return false;
7885 #endif
7886 }
7887
7888 /**
7889  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7890  * @env: The load balancing environment.
7891  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7892  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7893  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
7894  */
7895 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7896                                       struct sched_group *group,
7897                                       struct sg_lb_stats *sgs,
7898                                       int *sg_status)
7899 {
7900         int i, nr_running, local_group;
7901
7902         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7903
7904         local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(group));
7905
7906         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
7907                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7908
7909                 if ((env->flags & LBF_NOHZ_STATS) && update_nohz_stats(rq, false))
7910                         env->flags |= LBF_NOHZ_AGAIN;
7911
7912                 sgs->group_load += cpu_load(rq);
7913                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7914                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7915
7916                 nr_running = rq->nr_running;
7917                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
7918
7919                 if (nr_running > 1)
7920                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
7921
7922                 if (cpu_overutilized(i))
7923                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
7924
7925 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7926                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7927                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7928 #endif
7929                 /*
7930                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
7931                  */
7932                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
7933                         sgs->idle_cpus++;
7934                         /* Idle cpu can't have misfit task */
7935                         continue;
7936                 }
7937
7938                 if (local_group)
7939                         continue;
7940
7941                 /* Check for a misfit task on the cpu */
7942                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
7943                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
7944                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
7945                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
7946                 }
7947         }
7948
7949         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
7950         if (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING &&
7951             env->idle != CPU_NOT_IDLE &&
7952             sgs->sum_h_nr_running &&
7953             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu)) {
7954                 sgs->group_asym_packing = 1;
7955         }
7956
7957         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7958
7959         sgs->group_weight = group->group_weight;
7960
7961         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
7962
7963         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
7964         if (sgs->group_type == group_overloaded)
7965                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7966                                 sgs->group_capacity;
7967 }
7968
7969 /**
7970  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7971  * @env: The load balancing environment.
7972  * @sds: sched_domain statistics
7973  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7974  * @sgs: sched_group statistics
7975  *
7976  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7977  * busiest group.
7978  *
7979  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7980  * busiest group. %false otherwise.
7981  */
7982 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7983                                    struct sd_lb_stats *sds,
7984                                    struct sched_group *sg,
7985                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7986 {
7987         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7988
7989         /* Make sure that there is at least one task to pull */
7990         if (!sgs->sum_h_nr_running)
7991                 return false;
7992
7993         /*
7994          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
7995          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
7996          * CPUs in the group should either be possible to resolve
7997          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
7998          */
7999         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8000             (!group_smaller_max_cpu_capacity(sg, sds->local) ||
8001              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
8002                 return false;
8003
8004         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8005                 return true;
8006
8007         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8008                 return false;
8009
8010         /*
8011          * The candidate and the current busiest group are the same type of
8012          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
8013          */
8014
8015         switch (sgs->group_type) {
8016         case group_overloaded:
8017                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
8018                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8019                         return false;
8020                 break;
8021
8022         case group_imbalanced:
8023                 /*
8024                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
8025                  * choose one more than another.
8026                  */
8027                 return false;
8028
8029         case group_asym_packing:
8030                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8031                 if (sched_asym_prefer(sg->asym_prefer_cpu, sds->busiest->asym_prefer_cpu))
8032                         return false;
8033                 break;
8034
8035         case group_misfit_task:
8036                 /*
8037                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
8038                  * misfit.
8039                  */
8040                 if (sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8041                         return false;
8042                 break;
8043
8044         case group_fully_busy:
8045                 /*
8046                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
8047                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
8048                  * group because tasks have all compute capacity that they need
8049                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
8050                  * contention when accessing shared HW resources.
8051                  *
8052                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
8053                  * select the 1st one.
8054                  */
8055                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8056                         return false;
8057                 break;
8058
8059         case group_has_spare:
8060                 /*
8061                  * Select not overloaded group with lowest number of
8062                  * idle cpus. We could also compare the spare capacity
8063                  * which is more stable but it can end up that the
8064                  * group has less spare capacity but finally more idle
8065                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
8066                  */
8067                 if (sgs->idle_cpus >= busiest->idle_cpus)
8068                         return false;
8069                 break;
8070         }
8071
8072         /*
8073          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
8074          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
8075          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
8076          * considered.
8077          */
8078         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
8079             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
8080             (group_smaller_min_cpu_capacity(sds->local, sg)))
8081                 return false;
8082
8083         return true;
8084 }
8085
8086 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8087 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8088 {
8089         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8090                 return regular;
8091         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8092                 return remote;
8093         return all;
8094 }
8095
8096 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8097 {
8098         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8099                 return regular;
8100         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8101                 return remote;
8102         return all;
8103 }
8104 #else
8105 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8106 {
8107         return all;
8108 }
8109
8110 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8111 {
8112         return regular;
8113 }
8114 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8115
8116
8117 struct sg_lb_stats;
8118
8119 /*
8120  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
8121  * @denv: The ched_domain level to look for idlest group.
8122  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8123  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8124  */
8125 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
8126                                           struct sched_group *group,
8127                                           struct sg_lb_stats *sgs,
8128                                           struct task_struct *p)
8129 {
8130         int i, nr_running;
8131
8132         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8133
8134         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
8135                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8136
8137                 sgs->group_load += cpu_load(rq);
8138                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
8139                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8140
8141                 nr_running = rq->nr_running;
8142                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8143
8144                 /*
8145                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8146                  */
8147                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
8148                         sgs->idle_cpus++;
8149
8150
8151         }
8152
8153         /* Check if task fits in the group */
8154         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8155             !task_fits_capacity(p, group->sgc->max_capacity)) {
8156                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
8157         }
8158
8159         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8160
8161         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
8162
8163         /*
8164          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
8165          * overloaded
8166          */
8167         if (sgs->group_type < group_fully_busy)
8168                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8169                                 sgs->group_capacity;
8170 }
8171
8172 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
8173                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
8174                                struct sched_group *group,
8175                                struct sg_lb_stats *sgs)
8176 {
8177         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
8178                 return true;
8179
8180         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
8181                 return false;
8182
8183         /*
8184          * The candidate and the current idlest group are the same type of
8185          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
8186          */
8187
8188         switch (sgs->group_type) {
8189         case group_overloaded:
8190         case group_fully_busy:
8191                 /* Select the group with lowest avg_load. */
8192                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
8193                         return false;
8194                 break;
8195
8196         case group_imbalanced:
8197         case group_asym_packing:
8198                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
8199                 return false;
8200
8201         case group_misfit_task:
8202                 /* Select group with the highest max capacity */
8203                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
8204                         return false;
8205                 break;
8206
8207         case group_has_spare:
8208                 /* Select group with most idle CPUs */
8209                 if (idlest_sgs->idle_cpus >= sgs->idle_cpus)
8210                         return false;
8211                 break;
8212         }
8213
8214         return true;
8215 }
8216
8217 /*
8218  * find_idlest_group() finds and returns the least busy CPU group within the
8219  * domain.
8220  *
8221  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
8222  */
8223 static struct sched_group *
8224 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
8225                   int this_cpu, int sd_flag)
8226 {
8227         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
8228         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
8229         struct sg_lb_stats *sgs;
8230         unsigned long imbalance;
8231         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
8232                         .avg_load = UINT_MAX,
8233                         .group_type = group_overloaded,
8234         };
8235
8236         imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
8237                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
8238
8239         do {
8240                 int local_group;
8241
8242                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
8243                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
8244                                         p->cpus_ptr))
8245                         continue;
8246
8247                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
8248                                                sched_group_span(group));
8249
8250                 if (local_group) {
8251                         sgs = &local_sgs;
8252                         local = group;
8253                 } else {
8254                         sgs = &tmp_sgs;
8255                 }
8256
8257                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
8258
8259                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
8260                         idlest = group;
8261                         idlest_sgs = *sgs;
8262                 }
8263
8264         } while (group = group->next, group != sd->groups);
8265
8266
8267         /* There is no idlest group to push tasks to */
8268         if (!idlest)
8269                 return NULL;
8270
8271         /*
8272          * If the local group is idler than the selected idlest group
8273          * don't try and push the task.
8274          */
8275         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
8276                 return NULL;
8277
8278         /*
8279          * If the local group is busier than the selected idlest group
8280          * try and push the task.
8281          */
8282         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
8283                 return idlest;
8284
8285         switch (local_sgs.group_type) {
8286         case group_overloaded:
8287         case group_fully_busy:
8288                 /*
8289                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
8290                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
8291                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
8292                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
8293                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
8294                  * and consider staying local.
8295                  */
8296
8297                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
8298                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
8299                         return NULL;
8300
8301                 /*
8302                  * If the local group is less loaded than the selected
8303                  * idlest group don't try and push any tasks.
8304                  */
8305                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
8306                         return NULL;
8307
8308                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
8309                         return NULL;
8310                 break;
8311
8312         case group_imbalanced:
8313         case group_asym_packing:
8314                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
8315                 return NULL;
8316
8317         case group_misfit_task:
8318                 /* Select group with the highest max capacity */
8319                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
8320                         return NULL;
8321                 break;
8322
8323         case group_has_spare:
8324                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
8325 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8326                         int idlest_cpu;
8327                         /*
8328                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
8329                          * the preferred node
8330                          */
8331                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
8332                                 return NULL;
8333
8334                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
8335                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
8336                                 return idlest;
8337 #endif
8338                         /*
8339                          * Otherwise, keep the task on this node to stay close
8340                          * its wakeup source and improve locality. If there is
8341                          * a real need of migration, periodic load balance will
8342                          * take care of it.
8343                          */
8344                         if (local_sgs.idle_cpus)
8345                                 return NULL;
8346                 }
8347
8348                 /*
8349                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
8350                  * compare the utilization which is more stable but it can end
8351                  * up that the group has less spare capacity but finally more
8352                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
8353                  */
8354                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
8355                         return NULL;
8356                 break;
8357         }
8358
8359         return idlest;
8360 }
8361
8362 /**
8363  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
8364  * @env: The load balancing environment.
8365  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
8366  */
8367
8368 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8369 {
8370         struct sched_domain *child = env->sd->child;
8371         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8372         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
8373         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
8374         int sg_status = 0;
8375
8376 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8377         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && READ_ONCE(nohz.has_blocked))
8378                 env->flags |= LBF_NOHZ_STATS;
8379 #endif
8380
8381         do {
8382                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
8383                 int local_group;
8384
8385                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
8386                 if (local_group) {
8387                         sds->local = sg;
8388                         sgs = local;
8389
8390                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
8391                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
8392                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
8393                 }
8394
8395                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
8396
8397                 if (local_group)
8398                         goto next_group;
8399
8400
8401                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
8402                         sds->busiest = sg;
8403                         sds->busiest_stat = *sgs;
8404                 }
8405
8406 next_group:
8407                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
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         /* Tag domain that child domain prefers tasks go to siblings first */
8415         sds->prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
8416
8417 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8418         if ((env->flags & LBF_NOHZ_AGAIN) &&
8419             cpumask_subset(nohz.idle_cpus_mask, sched_domain_span(env->sd))) {
8420
8421                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
8422                            jiffies + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
8423         }
8424 #endif
8425
8426         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
8427                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
8428
8429         if (!env->sd->parent) {
8430                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8431
8432                 /* update overload indicator if we are at root domain */
8433                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
8434
8435                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
8436                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8437                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8438         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
8439                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8440
8441                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
8442                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
8443         }
8444 }
8445
8446 /**
8447  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
8448  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
8449  * @env: load balance environment
8450  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8451  */
8452 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8453 {
8454         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8455
8456         local = &sds->local_stat;
8457         busiest = &sds->busiest_stat;
8458
8459         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
8460                 /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
8461                 env->migration_type = migrate_misfit;
8462                 env->imbalance = 1;
8463                 return;
8464         }
8465
8466         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
8467                 /*
8468                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
8469                  * the preferred CPU.
8470                  */
8471                 env->migration_type = migrate_task;
8472                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
8473                 return;
8474         }
8475
8476         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
8477                 /*
8478                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
8479                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
8480                  * the imbalance. The next load balance will take care of
8481                  * balancing back the system.
8482                  */
8483                 env->migration_type = migrate_task;
8484                 env->imbalance = 1;
8485                 return;
8486         }
8487
8488         /*
8489          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
8490          * emptying busiest
8491          */
8492         if (local->group_type == group_has_spare) {
8493                 if (busiest->group_type > group_fully_busy) {
8494                         /*
8495                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
8496                          * capacity. This might end up creating spare capacity
8497                          * in busiest or busiest still being overloaded but
8498                          * there is no simple way to directly compute the
8499                          * amount of load to migrate in order to balance the
8500                          * system.
8501                          */
8502                         env->migration_type = migrate_util;
8503                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
8504                                          local->group_util;
8505
8506                         /*
8507                          * In some cases, the group's utilization is max or even
8508                          * higher than capacity because of migrations but the
8509                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
8510                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
8511                          * try to pull it.
8512                          */
8513                         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->imbalance == 0) {
8514                                 env->migration_type = migrate_task;
8515                                 env->imbalance = 1;
8516                         }
8517
8518                         return;
8519                 }
8520
8521                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
8522                         unsigned int nr_diff = busiest->sum_nr_running;
8523                         /*
8524                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
8525                          * groups.
8526                          */
8527                         env->migration_type = migrate_task;
8528                         lsub_positive(&nr_diff, local->sum_nr_running);
8529                         env->imbalance = nr_diff >> 1;
8530                         return;
8531                 }
8532
8533                 /*
8534                  * If there is no overload, we just want to even the number of
8535                  * idle cpus.
8536                  */
8537                 env->migration_type = migrate_task;
8538                 env->imbalance = max_t(long, 0, (local->idle_cpus -
8539                                                  busiest->idle_cpus) >> 1);
8540                 return;
8541         }
8542
8543         /*
8544          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
8545          * busiest group
8546          */
8547         if (local->group_type < group_overloaded) {
8548                 /*
8549                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
8550                  * finally needed.
8551                  */
8552
8553                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8554                                   local->group_capacity;
8555
8556                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8557                                 sds->total_capacity;
8558         }
8559
8560         /*
8561          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
8562          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
8563          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
8564          * below the average load. At the same time, we also don't want to
8565          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
8566          * the minimum possible imbalance.
8567          */
8568         env->migration_type = migrate_load;
8569         env->imbalance = min(
8570                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
8571                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
8572         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
8573 }
8574
8575 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
8576
8577 /*
8578  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
8579  *
8580  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
8581  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
8582  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
8583  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  force      force
8584  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
8585  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
8586  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
8587  *
8588  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
8589  *            statistics.
8590  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
8591  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
8592  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
8593  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
8594  *            different in groups.
8595  */
8596
8597 /**
8598  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
8599  * if there is an imbalance.
8600  *
8601  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
8602  * to restore balance.
8603  *
8604  * @env: The load balancing environment.
8605  *
8606  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
8607  */
8608 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
8609 {
8610         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8611         struct sd_lb_stats sds;
8612
8613         init_sd_lb_stats(&sds);
8614
8615         /*
8616          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
8617          * this level.
8618          */
8619         update_sd_lb_stats(env, &sds);
8620
8621         if (sched_energy_enabled()) {
8622                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8623
8624                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
8625                         goto out_balanced;
8626         }
8627
8628         local = &sds.local_stat;
8629         busiest = &sds.busiest_stat;
8630
8631         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
8632         if (!sds.busiest)
8633                 goto out_balanced;
8634
8635         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
8636         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
8637                 goto force_balance;
8638
8639         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
8640         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
8641                 goto force_balance;
8642
8643         /*
8644          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
8645          * work because they assume all things are equal, which typically
8646          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
8647          */
8648         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
8649                 goto force_balance;
8650
8651         /*
8652          * If the local group is busier than the selected busiest group
8653          * don't try and pull any tasks.
8654          */
8655         if (local->group_type > busiest->group_type)
8656                 goto out_balanced;
8657
8658         /*
8659          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
8660          * between tasks.
8661          */
8662         if (local->group_type == group_overloaded) {
8663                 /*
8664                  * If the local group is more loaded than the selected
8665                  * busiest group don't try to pull any tasks.
8666                  */
8667                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
8668                         goto out_balanced;
8669
8670                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
8671                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8672                                 sds.total_capacity;
8673
8674                 /*
8675                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
8676                  * domain average load.
8677                  */
8678                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
8679                         goto out_balanced;
8680
8681                 /*
8682                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
8683                  * conservative.
8684                  */
8685                 if (100 * busiest->avg_load <=
8686                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8687                         goto out_balanced;
8688         }
8689
8690         /* Try to move all excess tasks to child's sibling domain */
8691         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
8692             busiest->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)
8693                 goto force_balance;
8694
8695         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
8696                 if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8697                         /*
8698                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
8699                          * result the local one too) but this CPU is already
8700                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
8701                          */
8702                         goto out_balanced;
8703
8704                 if (busiest->group_weight > 1 &&
8705                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1))
8706                         /*
8707                          * If the busiest group is not overloaded
8708                          * and there is no imbalance between this and busiest
8709                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
8710                          * becomes significant if the diff is greater than 1
8711                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
8712                          * on another group. Of course this applies only if
8713                          * there is more than 1 CPU per group.
8714                          */
8715                         goto out_balanced;
8716
8717                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1)
8718                         /*
8719                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
8720                          */
8721                         goto out_balanced;
8722         }
8723
8724 force_balance:
8725         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8726         calculate_imbalance(env, &sds);
8727         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
8728
8729 out_balanced:
8730         env->imbalance = 0;
8731         return NULL;
8732 }
8733
8734 /*
8735  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
8736  */
8737 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8738                                      struct sched_group *group)
8739 {
8740         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8741         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8742         unsigned int busiest_nr = 0;
8743         int i;
8744
8745         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8746                 unsigned long capacity, load, util;
8747                 unsigned int nr_running;
8748                 enum fbq_type rt;
8749
8750                 rq = cpu_rq(i);
8751                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8752
8753                 /*
8754                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8755                  *  - regular: there are !numa tasks
8756                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8757                  *  - all:     there is no distinction
8758                  *
8759                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8760                  * ignore those when there's better options.
8761                  *
8762                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8763                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8764                  * queue by moving tasks around inside the node.
8765                  *
8766                  * If we cannot move enough load due to this classification
8767                  * the next pass will adjust the group classification and
8768                  * allow migration of more tasks.
8769                  *
8770                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8771                  */
8772                 if (rt > env->fbq_type)
8773                         continue;
8774
8775                 capacity = capacity_of(i);
8776                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
8777
8778                 /*
8779                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
8780                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
8781                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
8782                  * average load.
8783                  */
8784                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8785                     capacity_of(env->dst_cpu) < capacity &&
8786                     nr_running == 1)
8787                         continue;
8788
8789                 switch (env->migration_type) {
8790                 case migrate_load:
8791                         /*
8792                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
8793                          * which is not scaled with the CPU capacity.
8794                          */
8795                         load = cpu_load(rq);
8796
8797                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
8798                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
8799                                 break;
8800
8801                         /*
8802                          * For the load comparisons with the other CPUs,
8803                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
8804                          * capacity, so that the load can be moved away
8805                          * from the CPU that is potentially running at a
8806                          * lower capacity.
8807                          *
8808                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
8809                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
8810                          * division works out to:
8811                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
8812                          * where j is our previous maximum.
8813                          */
8814                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8815                                 busiest_load = load;
8816                                 busiest_capacity = capacity;
8817                                 busiest = rq;
8818                         }
8819                         break;
8820
8821                 case migrate_util:
8822                         util = cpu_util(cpu_of(rq));
8823
8824                         if (busiest_util < util) {
8825                                 busiest_util = util;
8826                                 busiest = rq;
8827                         }
8828                         break;
8829
8830                 case migrate_task:
8831                         if (busiest_nr < nr_running) {
8832                                 busiest_nr = nr_running;
8833                                 busiest = rq;
8834                         }
8835                         break;
8836
8837                 case migrate_misfit:
8838                         /*
8839                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
8840                          * simply seek the "biggest" misfit task.
8841                          */
8842                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
8843                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
8844                                 busiest = rq;
8845                         }
8846
8847                         break;
8848
8849                 }
8850         }
8851
8852         return busiest;
8853 }
8854
8855 /*
8856  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8857  * so long as it is large enough.
8858  */
8859 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8860
8861 static inline bool
8862 asym_active_balance(struct lb_env *env)
8863 {
8864         /*
8865          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8866          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
8867          * highest priority CPUs.
8868          */
8869         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
8870                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
8871 }
8872
8873 static inline bool
8874 voluntary_active_balance(struct lb_env *env)
8875 {
8876         struct sched_domain *sd = env->sd;
8877
8878         if (asym_active_balance(env))
8879                 return 1;
8880
8881         /*
8882          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8883          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8884          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8885          * available on dst_cpu.
8886          */
8887         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8888             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8889                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8890                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8891                         return 1;
8892         }
8893
8894         if (env->migration_type == migrate_misfit)
8895                 return 1;
8896
8897         return 0;
8898 }
8899
8900 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8901 {
8902         struct sched_domain *sd = env->sd;
8903
8904         if (voluntary_active_balance(env))
8905                 return 1;
8906
8907         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8908 }
8909
8910 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8911
8912 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8913 {
8914         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8915         int cpu, balance_cpu = -1;
8916
8917         /*
8918          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
8919          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
8920          */
8921         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
8922                 return 0;
8923
8924         /*
8925          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
8926          * to do the newly idle load balance.
8927          */
8928         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8929                 return 1;
8930
8931         /* Try to find first idle CPU */
8932         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
8933                 if (!idle_cpu(cpu))
8934                         continue;
8935
8936                 balance_cpu = cpu;
8937                 break;
8938         }
8939
8940         if (balance_cpu == -1)
8941                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8942
8943         /*
8944          * First idle CPU or the first CPU(busiest) in this sched group
8945          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8946          */
8947         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8948 }
8949
8950 /*
8951  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8952  * tasks if there is an imbalance.
8953  */
8954 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8955                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8956                         int *continue_balancing)
8957 {
8958         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8959         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8960         struct sched_group *group;
8961         struct rq *busiest;
8962         struct rq_flags rf;
8963         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8964
8965         struct lb_env env = {
8966                 .sd             = sd,
8967                 .dst_cpu        = this_cpu,
8968                 .dst_rq         = this_rq,
8969                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
8970                 .idle           = idle,
8971                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8972                 .cpus           = cpus,
8973                 .fbq_type       = all,
8974                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8975         };
8976
8977         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
8978
8979         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
8980
8981 redo:
8982         if (!should_we_balance(&env)) {
8983                 *continue_balancing = 0;
8984                 goto out_balanced;
8985         }
8986
8987         group = find_busiest_group(&env);
8988         if (!group) {
8989                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
8990                 goto out_balanced;
8991         }
8992
8993         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8994         if (!busiest) {
8995                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
8996                 goto out_balanced;
8997         }
8998
8999         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
9000
9001         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
9002
9003         env.src_cpu = busiest->cpu;
9004         env.src_rq = busiest;
9005
9006         ld_moved = 0;
9007         if (busiest->nr_running > 1) {
9008                 /*
9009                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
9010                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
9011                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
9012                  * correctly treated as an imbalance.
9013                  */
9014                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9015                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
9016
9017 more_balance:
9018                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
9019                 update_rq_clock(busiest);
9020
9021                 /*
9022                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
9023                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
9024                  */
9025                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
9026
9027                 /*
9028                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
9029                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
9030                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
9031                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
9032                  * See task_rq_lock() family for the details.
9033                  */
9034
9035                 rq_unlock(busiest, &rf);
9036
9037                 if (cur_ld_moved) {
9038                         attach_tasks(&env);
9039                         ld_moved += cur_ld_moved;
9040                 }
9041
9042                 local_irq_restore(rf.flags);
9043
9044                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
9045                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
9046                         goto more_balance;
9047                 }
9048
9049                 /*
9050                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
9051                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
9052                  * where they can run. The upper limit on how many times we
9053                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
9054                  * sched_group.
9055                  *
9056                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
9057                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
9058                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
9059                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
9060                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
9061                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
9062                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
9063                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
9064                  * This however should not happen so much in practice and
9065                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
9066                  * excess load moved.
9067                  */
9068                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
9069
9070                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
9071                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
9072
9073                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
9074                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
9075                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
9076                         env.loop         = 0;
9077                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
9078
9079                         /*
9080                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
9081                          * need to continue with same src_cpu.
9082                          */
9083                         goto more_balance;
9084                 }
9085
9086                 /*
9087                  * We failed to reach balance because of affinity.
9088                  */
9089                 if (sd_parent) {
9090                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9091
9092                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
9093                                 *group_imbalance = 1;
9094                 }
9095
9096                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
9097                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9098                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
9099                         /*
9100                          * Attempting to continue load balancing at the current
9101                          * sched_domain level only makes sense if there are
9102                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
9103                          * pull load from which are not contained within the
9104                          * destination group that is receiving any migrated
9105                          * load.
9106                          */
9107                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
9108                                 env.loop = 0;
9109                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
9110                                 goto redo;
9111                         }
9112                         goto out_all_pinned;
9113                 }
9114         }
9115
9116         if (!ld_moved) {
9117                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
9118                 /*
9119                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
9120                  * We do not want newidle balance, which can be very
9121                  * frequent, pollute the failure counter causing
9122                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
9123                  */
9124                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
9125                         sd->nr_balance_failed++;
9126
9127                 if (need_active_balance(&env)) {
9128                         unsigned long flags;
9129
9130                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
9131
9132                         /*
9133                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
9134                          * if the curr task on busiest CPU can't be
9135                          * moved to this_cpu:
9136                          */
9137                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
9138                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
9139                                                             flags);
9140                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9141                                 goto out_one_pinned;
9142                         }
9143
9144                         /*
9145                          * ->active_balance synchronizes accesses to
9146                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
9147                          * only after active load balance is finished.
9148                          */
9149                         if (!busiest->active_balance) {
9150                                 busiest->active_balance = 1;
9151                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
9152                                 active_balance = 1;
9153                         }
9154                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
9155
9156                         if (active_balance) {
9157                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
9158                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
9159                                         &busiest->active_balance_work);
9160                         }
9161
9162                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
9163                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
9164                 }
9165         } else
9166                 sd->nr_balance_failed = 0;
9167
9168         if (likely(!active_balance) || voluntary_active_balance(&env)) {
9169                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
9170                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
9171         } else {
9172                 /*
9173                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
9174                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
9175                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
9176                  * detach_tasks).
9177                  */
9178                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
9179                         sd->balance_interval *= 2;
9180         }
9181
9182         goto out;
9183
9184 out_balanced:
9185         /*
9186          * We reach balance although we may have faced some affinity
9187          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
9188          * a chance to move and fix the imbalance.
9189          */
9190         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9191                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9192
9193                 if (*group_imbalance)
9194                         *group_imbalance = 0;
9195         }
9196
9197 out_all_pinned:
9198         /*
9199          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9200          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9201          * can try to migrate them.
9202          */
9203         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9204
9205         sd->nr_balance_failed = 0;
9206
9207 out_one_pinned:
9208         ld_moved = 0;
9209
9210         /*
9211          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
9212          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
9213          * skyrocketting in a short amount of time. Skip the balance_interval
9214          * increase logic to avoid that.
9215          */
9216         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9217                 goto out;
9218
9219         /* tune up the balancing interval */
9220         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
9221              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
9222             sd->balance_interval < sd->max_interval)
9223                 sd->balance_interval *= 2;
9224 out:
9225         return ld_moved;
9226 }
9227
9228 static inline unsigned long
9229 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
9230 {
9231         unsigned long interval = sd->balance_interval;
9232
9233         if (cpu_busy)
9234                 interval *= sd->busy_factor;
9235
9236         /* scale ms to jiffies */
9237         interval = msecs_to_jiffies(interval);
9238         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9239
9240         return interval;
9241 }
9242
9243 static inline void
9244 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
9245 {
9246         unsigned long interval, next;
9247
9248         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
9249         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
9250         next = sd->last_balance + interval;
9251
9252         if (time_after(*next_balance, next))
9253                 *next_balance = next;
9254 }
9255
9256 /*
9257  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
9258  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9259  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9260  * avoids physical / logical imbalances.
9261  */
9262 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9263 {
9264         struct rq *busiest_rq = data;
9265         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9266         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9267         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9268         struct sched_domain *sd;
9269         struct task_struct *p = NULL;
9270         struct rq_flags rf;
9271
9272         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
9273         /*
9274          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
9275          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
9276          * inactive CPUs.
9277          */
9278         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
9279                 goto out_unlock;
9280
9281         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
9282         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9283                      !busiest_rq->active_balance))
9284                 goto out_unlock;
9285
9286         /* Is there any task to move? */
9287         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9288                 goto out_unlock;
9289
9290         /*
9291          * This condition is "impossible", if it occurs
9292          * we need to fix it. Originally reported by
9293          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
9294          */
9295         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9296
9297         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9298         rcu_read_lock();
9299         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9300                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
9301                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9302                                 break;
9303         }
9304
9305         if (likely(sd)) {
9306                 struct lb_env env = {
9307                         .sd             = sd,
9308                         .dst_cpu        = target_cpu,
9309                         .dst_rq         = target_rq,
9310                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9311                         .src_rq         = busiest_rq,
9312                         .idle           = CPU_IDLE,
9313                         /*
9314                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
9315                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
9316                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
9317                          * about DST_PINNED.
9318                          */
9319                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
9320                 };
9321
9322                 schedstat_inc(sd->alb_count);
9323                 update_rq_clock(busiest_rq);
9324
9325                 p = detach_one_task(&env);
9326                 if (p) {
9327                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
9328                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
9329                         sd->nr_balance_failed = 0;
9330                 } else {
9331                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
9332                 }
9333         }
9334         rcu_read_unlock();
9335 out_unlock:
9336         busiest_rq->active_balance = 0;
9337         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
9338
9339         if (p)
9340                 attach_one_task(target_rq, p);
9341
9342         local_irq_enable();
9343
9344         return 0;
9345 }
9346
9347 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
9348
9349 /*
9350  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
9351  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
9352  */
9353 void update_max_interval(void)
9354 {
9355         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
9356 }
9357
9358 /*
9359  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
9360  * and initiates a balancing operation if so.
9361  *
9362  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
9363  */
9364 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
9365 {
9366         int continue_balancing = 1;
9367         int cpu = rq->cpu;
9368         unsigned long interval;
9369         struct sched_domain *sd;
9370         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9371         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
9372         int update_next_balance = 0;
9373         int need_serialize, need_decay = 0;
9374         u64 max_cost = 0;
9375
9376         rcu_read_lock();
9377         for_each_domain(cpu, sd) {
9378                 /*
9379                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
9380                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
9381                  */
9382                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
9383                         sd->max_newidle_lb_cost =
9384                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
9385                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
9386                         need_decay = 1;
9387                 }
9388                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
9389
9390                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9391                         continue;
9392
9393                 /*
9394                  * Stop the load balance at this level. There is another
9395                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
9396                  * actively.
9397                  */
9398                 if (!continue_balancing) {
9399                         if (need_decay)
9400                                 continue;
9401                         break;
9402                 }
9403
9404                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9405
9406                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
9407                 if (need_serialize) {
9408                         if (!spin_trylock(&balancing))
9409                                 goto out;
9410                 }
9411
9412                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
9413                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
9414                                 /*
9415                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
9416                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
9417                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
9418                                  */
9419                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9420                         }
9421                         sd->last_balance = jiffies;
9422                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9423                 }
9424                 if (need_serialize)
9425                         spin_unlock(&balancing);
9426 out:
9427                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
9428                         next_balance = sd->last_balance + interval;
9429                         update_next_balance = 1;
9430                 }
9431         }
9432         if (need_decay) {
9433                 /*
9434                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
9435                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
9436                  */
9437                 rq->max_idle_balance_cost =
9438                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
9439         }
9440         rcu_read_unlock();
9441
9442         /*
9443          * next_balance will be updated only when there is a need.
9444          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
9445          * updated.
9446          */
9447         if (likely(update_next_balance)) {
9448                 rq->next_balance = next_balance;
9449
9450 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9451                 /*
9452                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
9453                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
9454                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
9455                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
9456                  * balance for itself and we need to update the
9457                  * nohz.next_balance accordingly.
9458                  */
9459                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
9460                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
9461 #endif
9462         }
9463 }
9464
9465 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
9466 {
9467         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
9468 }
9469
9470 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9471 /*
9472  * idle load balancing details
9473  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
9474  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
9475  *   load balancing for all the idle CPUs.
9476  * - HK_FLAG_MISC CPUs are used for this task, because HK_FLAG_SCHED not set
9477  *   anywhere yet.
9478  */
9479
9480 static inline int find_new_ilb(void)
9481 {
9482         int ilb;
9483
9484         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask,
9485                               housekeeping_cpumask(HK_FLAG_MISC)) {
9486                 if (idle_cpu(ilb))
9487                         return ilb;
9488         }
9489
9490         return nr_cpu_ids;
9491 }
9492
9493 /*
9494  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
9495  * idle CPU in the HK_FLAG_MISC housekeeping set (if there is one).
9496  */
9497 static void kick_ilb(unsigned int flags)
9498 {
9499         int ilb_cpu;
9500
9501         nohz.next_balance++;
9502
9503         ilb_cpu = find_new_ilb();
9504
9505         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
9506                 return;
9507
9508         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
9509         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
9510                 return;
9511
9512         /*
9513          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
9514          * This way we generate a sched IPI on the target CPU which
9515          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
9516          * will be run before returning from the IPI.
9517          */
9518         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
9519 }
9520
9521 /*
9522  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
9523  * of idle CPUs in the system.
9524  */
9525 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
9526 {
9527         unsigned long now = jiffies;
9528         struct sched_domain_shared *sds;
9529         struct sched_domain *sd;
9530         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
9531         unsigned int flags = 0;
9532
9533         if (unlikely(rq->idle_balance))
9534                 return;
9535
9536         /*
9537          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9538          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9539          */
9540         nohz_balance_exit_idle(rq);
9541
9542         /*
9543          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9544          * balancing.
9545          */
9546         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9547                 return;
9548
9549         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
9550             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9551                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
9552
9553         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9554                 goto out;
9555
9556         if (rq->nr_running >= 2) {
9557                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9558                 goto out;
9559         }
9560
9561         rcu_read_lock();
9562
9563         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9564         if (sd) {
9565                 /*
9566                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
9567                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
9568                  * on.
9569                  */
9570                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9571                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9572                         goto unlock;
9573                 }
9574         }
9575
9576         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
9577         if (sd) {
9578                 /*
9579                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
9580                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
9581                  * around.
9582                  */
9583                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
9584                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
9585                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9586                                 goto unlock;
9587                         }
9588                 }
9589         }
9590
9591         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
9592         if (sd) {
9593                 /*
9594                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
9595                  * to run the misfit task on.
9596                  */
9597                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
9598                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9599                         goto unlock;
9600                 }
9601
9602                 /*
9603                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
9604                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
9605                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
9606                  *
9607                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
9608                  */
9609                 goto unlock;
9610         }
9611
9612         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
9613         if (sds) {
9614                 /*
9615                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
9616                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
9617                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
9618                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
9619                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
9620                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
9621                  * like this LLC domain has tasks we could move.
9622                  */
9623                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
9624                 if (nr_busy > 1) {
9625                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9626                         goto unlock;
9627                 }
9628         }
9629 unlock:
9630         rcu_read_unlock();
9631 out:
9632         if (flags)
9633                 kick_ilb(flags);
9634 }
9635
9636 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
9637 {
9638         struct sched_domain *sd;
9639
9640         rcu_read_lock();
9641         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9642
9643         if (!sd || !sd->nohz_idle)
9644                 goto unlock;
9645         sd->nohz_idle = 0;
9646
9647         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9648 unlock:
9649         rcu_read_unlock();
9650 }
9651
9652 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
9653 {
9654         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
9655
9656         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
9657                 return;
9658
9659         rq->nohz_tick_stopped = 0;
9660         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9661         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
9662
9663         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
9664 }
9665
9666 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
9667 {
9668         struct sched_domain *sd;
9669
9670         rcu_read_lock();
9671         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9672
9673         if (!sd || sd->nohz_idle)
9674                 goto unlock;
9675         sd->nohz_idle = 1;
9676
9677         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9678 unlock:
9679         rcu_read_unlock();
9680 }
9681
9682 /*
9683  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
9684  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
9685  */
9686 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
9687 {
9688         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9689
9690         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
9691
9692         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
9693         if (!cpu_active(cpu))
9694                 return;
9695
9696         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
9697         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
9698                 return;
9699
9700         /*
9701          * Can be set safely without rq->lock held
9702          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
9703          * rq->lock is held during the check and the clear
9704          */
9705         rq->has_blocked_load = 1;
9706
9707         /*
9708          * The tick is still stopped but load could have been added in the
9709          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
9710          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
9711          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
9712          */
9713         if (rq->nohz_tick_stopped)
9714                 goto out;
9715
9716         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
9717         if (on_null_domain(rq))
9718                 return;
9719
9720         rq->nohz_tick_stopped = 1;
9721
9722         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9723         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
9724
9725         /*
9726          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
9727          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
9728          * store.
9729          */
9730         smp_mb__after_atomic();
9731
9732         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
9733
9734 out:
9735         /*
9736          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
9737          * enable the periodic update of the load of idle cpus
9738          */
9739         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9740 }
9741
9742 /*
9743  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
9744  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
9745  * tasks movement depending of flags.
9746  * The function returns false if the loop has stopped before running
9747  * through all idle CPUs.
9748  */
9749 static bool _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
9750                                enum cpu_idle_type idle)
9751 {
9752         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9753         unsigned long now = jiffies;
9754         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
9755         bool has_blocked_load = false;
9756         int update_next_balance = 0;
9757         int this_cpu = this_rq->cpu;
9758         int balance_cpu;
9759         int ret = false;
9760         struct rq *rq;
9761
9762         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
9763
9764         /*
9765          * We assume there will be no idle load after this update and clear
9766          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
9767          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
9768          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
9769          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
9770          * check the load of an idle cpu.
9771          */
9772         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
9773
9774         /*
9775          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
9776          * store from nohz_balance_enter_idle().
9777          */
9778         smp_mb();
9779
9780         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
9781                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
9782                         continue;
9783
9784                 /*
9785                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
9786                  * work being done for other CPUs. Next load
9787                  * balancing owner will pick it up.
9788                  */
9789                 if (need_resched()) {
9790                         has_blocked_load = true;
9791                         goto abort;
9792                 }
9793
9794                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
9795
9796                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq, true);
9797
9798                 /*
9799                  * If time for next balance is due,
9800                  * do the balance.
9801                  */
9802                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
9803                         struct rq_flags rf;
9804
9805                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9806                         update_rq_clock(rq);
9807                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9808
9809                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9810                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
9811                 }
9812
9813                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
9814                         next_balance = rq->next_balance;
9815                         update_next_balance = 1;
9816                 }
9817         }
9818
9819         /* Newly idle CPU doesn't need an update */
9820         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
9821                 update_blocked_averages(this_cpu);
9822                 has_blocked_load |= this_rq->has_blocked_load;
9823         }
9824
9825         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9826                 rebalance_domains(this_rq, CPU_IDLE);
9827
9828         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
9829                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
9830
9831         /* The full idle balance loop has been done */
9832         ret = true;
9833
9834 abort:
9835         /* There is still blocked load, enable periodic update */
9836         if (has_blocked_load)
9837                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9838
9839         /*
9840          * next_balance will be updated only when there is a need.
9841          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
9842          * updated.
9843          */
9844         if (likely(update_next_balance))
9845                 nohz.next_balance = next_balance;
9846
9847         return ret;
9848 }
9849
9850 /*
9851  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
9852  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
9853  */
9854 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9855 {
9856         int this_cpu = this_rq->cpu;
9857         unsigned int flags;
9858
9859         if (!(atomic_read(nohz_flags(this_cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
9860                 return false;
9861
9862         if (idle != CPU_IDLE) {
9863                 atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9864                 return false;
9865         }
9866
9867         /* could be _relaxed() */
9868         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9869         if (!(flags & NOHZ_KICK_MASK))
9870                 return false;
9871
9872         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
9873
9874         return true;
9875 }
9876
9877 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
9878 {
9879         int this_cpu = this_rq->cpu;
9880
9881         /*
9882          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
9883          * housekeeping
9884          */
9885         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
9886                 return;
9887
9888         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
9889         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
9890                 return;
9891
9892         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
9893         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
9894             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9895                 return;
9896
9897         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9898         /*
9899          * This CPU is going to be idle and blocked load of idle CPUs
9900          * need to be updated. Run the ilb locally as it is a good
9901          * candidate for ilb instead of waking up another idle CPU.
9902          * Kick an normal ilb if we failed to do the update.
9903          */
9904         if (!_nohz_idle_balance(this_rq, NOHZ_STATS_KICK, CPU_NEWLY_IDLE))
9905                 kick_ilb(NOHZ_STATS_KICK);
9906         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9907 }
9908
9909 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9910 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
9911
9912 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9913 {
9914         return false;
9915 }
9916
9917 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
9918 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9919
9920 /*
9921  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
9922  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
9923  */
9924 int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
9925 {
9926         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
9927         int this_cpu = this_rq->cpu;
9928         struct sched_domain *sd;
9929         int pulled_task = 0;
9930         u64 curr_cost = 0;
9931
9932         update_misfit_status(NULL, this_rq);
9933         /*
9934          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
9935          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
9936          */
9937         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
9938
9939         /*
9940          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
9941          */
9942         if (!cpu_active(this_cpu))
9943                 return 0;
9944
9945         /*
9946          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
9947          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
9948          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
9949          * re-start the picking loop.
9950          */
9951         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
9952
9953         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
9954             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
9955
9956                 rcu_read_lock();
9957                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
9958                 if (sd)
9959                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9960                 rcu_read_unlock();
9961
9962                 nohz_newidle_balance(this_rq);
9963
9964                 goto out;
9965         }
9966
9967         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9968
9969         update_blocked_averages(this_cpu);
9970         rcu_read_lock();
9971         for_each_domain(this_cpu, sd) {
9972                 int continue_balancing = 1;
9973                 u64 t0, domain_cost;
9974
9975                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9976                         continue;
9977
9978                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
9979                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9980                         break;
9981                 }
9982
9983                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
9984                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
9985
9986                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
9987                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
9988                                                    &continue_balancing);
9989
9990                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
9991                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
9992                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
9993
9994                         curr_cost += domain_cost;
9995                 }
9996
9997                 update_next_balance(sd, &next_balance);
9998
9999                 /*
10000                  * Stop searching for tasks to pull if there are
10001                  * now runnable tasks on this rq.
10002                  */
10003                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
10004                         break;
10005         }
10006         rcu_read_unlock();
10007
10008         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
10009
10010         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
10011                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
10012
10013 out:
10014         /*
10015          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
10016          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
10017          * pretend we pulled a task.
10018          */
10019         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
10020                 pulled_task = 1;
10021
10022         /* Move the next balance forward */
10023         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
10024                 this_rq->next_balance = next_balance;
10025
10026         /* Is there a task of a high priority class? */
10027         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
10028                 pulled_task = -1;
10029
10030         if (pulled_task)
10031                 this_rq->idle_stamp = 0;
10032
10033         rq_repin_lock(this_rq, rf);
10034
10035         return pulled_task;
10036 }
10037
10038 /*
10039  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
10040  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
10041  */
10042 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
10043 {
10044         struct rq *this_rq = this_rq();
10045         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
10046                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10047
10048         /*
10049          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
10050          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
10051          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
10052          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
10053          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
10054          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
10055          */
10056         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
10057                 return;
10058
10059         /* normal load balance */
10060         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
10061         rebalance_domains(this_rq, idle);
10062 }
10063
10064 /*
10065  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
10066  */
10067 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
10068 {
10069         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
10070         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
10071                 return;
10072
10073         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
10074                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
10075
10076         nohz_balancer_kick(rq);
10077 }
10078
10079 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
10080 {
10081         update_sysctl();
10082
10083         update_runtime_enabled(rq);
10084 }
10085
10086 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
10087 {
10088         update_sysctl();
10089
10090         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
10091         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
10092 }
10093
10094 #endif /* CONFIG_SMP */
10095
10096 /*
10097  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
10098  *
10099  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
10100  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
10101  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
10102  * parameters.
10103  */
10104 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
10105 {
10106         struct cfs_rq *cfs_rq;
10107         struct sched_entity *se = &curr->se;
10108
10109         for_each_sched_entity(se) {
10110                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10111                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
10112         }
10113
10114         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
10115                 task_tick_numa(rq, curr);
10116
10117         update_misfit_status(curr, rq);
10118         update_overutilized_status(task_rq(curr));
10119 }
10120
10121 /*
10122  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
10123  *  - child not yet on the tasklist
10124  *  - preemption disabled
10125  */
10126 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
10127 {
10128         struct cfs_rq *cfs_rq;
10129         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
10130         struct rq *rq = this_rq();
10131         struct rq_flags rf;
10132
10133         rq_lock(rq, &rf);
10134         update_rq_clock(rq);
10135
10136         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
10137         curr = cfs_rq->curr;
10138         if (curr) {
10139                 update_curr(cfs_rq);
10140                 se->vruntime = curr->vruntime;
10141         }
10142         place_entity(cfs_rq, se, 1);
10143
10144         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
10145                 /*
10146                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
10147                  * 'current' within the tree based on its new key value.
10148                  */
10149                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
10150                 resched_curr(rq);
10151         }
10152
10153         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10154         rq_unlock(rq, &rf);
10155 }
10156
10157 /*
10158  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
10159  * the current task.
10160  */
10161 static void
10162 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
10163 {
10164         if (!task_on_rq_queued(p))
10165                 return;
10166
10167         /*
10168          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
10169          * our priority decreased, or if we are not currently running on
10170          * this runqueue and our priority is higher than the current's
10171          */
10172         if (rq->curr == p) {
10173                 if (p->prio > oldprio)
10174                         resched_curr(rq);
10175         } else
10176                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
10177 }
10178
10179 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
10180 {
10181         struct sched_entity *se = &p->se;
10182
10183         /*
10184          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
10185          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
10186          * vruntime.
10187          */
10188         if (p->on_rq)
10189                 return true;
10190
10191         /*
10192          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
10193          * But there are some cases where it has already been normalized:
10194          *
10195          * - A forked child which is waiting for being woken up by
10196          *   wake_up_new_task().
10197          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
10198          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
10199          */
10200         if (!se->sum_exec_runtime ||
10201             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
10202                 return true;
10203
10204         return false;
10205 }
10206
10207 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10208 /*
10209  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
10210  * visible to the root
10211  */
10212 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10213 {
10214         struct cfs_rq *cfs_rq;
10215
10216         /* Start to propagate at parent */
10217         se = se->parent;
10218
10219         for_each_sched_entity(se) {
10220                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10221
10222                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
10223                         break;
10224
10225                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
10226         }
10227 }
10228 #else
10229 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
10230 #endif
10231
10232 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10233 {
10234         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10235
10236         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
10237         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10238         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10239         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10240         propagate_entity_cfs_rq(se);
10241 }
10242
10243 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10244 {
10245         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10246
10247 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10248         /*
10249          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
10250          * class maintain depth value), reset depth properly.
10251          */
10252         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10253 #endif
10254
10255         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
10256         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
10257         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10258         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10259         propagate_entity_cfs_rq(se);
10260 }
10261
10262 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10263 {
10264         struct sched_entity *se = &p->se;
10265         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10266
10267         if (!vruntime_normalized(p)) {
10268                 /*
10269                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
10270                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
10271                  */
10272                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
10273                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10274         }
10275
10276         detach_entity_cfs_rq(se);
10277 }
10278
10279 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10280 {
10281         struct sched_entity *se = &p->se;
10282         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10283
10284         attach_entity_cfs_rq(se);
10285
10286         if (!vruntime_normalized(p))
10287                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
10288 }
10289
10290 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10291 {
10292         detach_task_cfs_rq(p);
10293 }
10294
10295 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10296 {
10297         attach_task_cfs_rq(p);
10298
10299         if (task_on_rq_queued(p)) {
10300                 /*
10301                  * We were most likely switched from sched_rt, so
10302                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
10303                  * if we can still preempt the current task.
10304                  */
10305                 if (rq->curr == p)
10306                         resched_curr(rq);
10307                 else
10308                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
10309         }
10310 }
10311
10312 /* Account for a task changing its policy or group.
10313  *
10314  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
10315  * migrates between groups/classes.
10316  */
10317 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10318 {
10319         struct sched_entity *se = &p->se;
10320
10321 #ifdef CONFIG_SMP
10322         if (task_on_rq_queued(p)) {
10323                 /*
10324                  * Move the next running task to the front of the list, so our
10325                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
10326                  */
10327                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
10328         }
10329 #endif
10330
10331         for_each_sched_entity(se) {
10332                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10333
10334                 set_next_entity(cfs_rq, se);
10335                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
10336                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
10337         }
10338 }
10339
10340 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
10341 {
10342         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
10343         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
10344 #ifndef CONFIG_64BIT
10345         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
10346 #endif
10347 #ifdef CONFIG_SMP
10348         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
10349 #endif
10350 }
10351
10352 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10353 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
10354 {
10355         struct sched_entity *se = &p->se;
10356
10357         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10358         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10359 }
10360
10361 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
10362 {
10363         detach_task_cfs_rq(p);
10364         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10365
10366 #ifdef CONFIG_SMP
10367         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
10368         p->se.avg.last_update_time = 0;
10369 #endif
10370         attach_task_cfs_rq(p);
10371 }
10372
10373 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
10374 {
10375         switch (type) {
10376         case TASK_SET_GROUP:
10377                 task_set_group_fair(p);
10378                 break;
10379
10380         case TASK_MOVE_GROUP:
10381                 task_move_group_fair(p);
10382                 break;
10383         }
10384 }
10385
10386 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10387 {
10388         int i;
10389
10390         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10391
10392         for_each_possible_cpu(i) {
10393                 if (tg->cfs_rq)
10394                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
10395                 if (tg->se)
10396                         kfree(tg->se[i]);
10397         }
10398
10399         kfree(tg->cfs_rq);
10400         kfree(tg->se);
10401 }
10402
10403 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10404 {
10405         struct sched_entity *se;
10406         struct cfs_rq *cfs_rq;
10407         int i;
10408
10409         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
10410         if (!tg->cfs_rq)
10411                 goto err;
10412         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
10413         if (!tg->se)
10414                 goto err;
10415
10416         tg->shares = NICE_0_LOAD;
10417
10418         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10419
10420         for_each_possible_cpu(i) {
10421                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
10422                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10423                 if (!cfs_rq)
10424                         goto err;
10425
10426                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
10427                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10428                 if (!se)
10429                         goto err_free_rq;
10430
10431                 init_cfs_rq(cfs_rq);
10432                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
10433                 init_entity_runnable_average(se);
10434         }
10435
10436         return 1;
10437
10438 err_free_rq:
10439         kfree(cfs_rq);
10440 err:
10441         return 0;
10442 }
10443
10444 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10445 {
10446         struct sched_entity *se;
10447         struct rq_flags rf;
10448         struct rq *rq;
10449         int i;
10450
10451         for_each_possible_cpu(i) {
10452                 rq = cpu_rq(i);
10453                 se = tg->se[i];
10454                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10455                 update_rq_clock(rq);
10456                 attach_entity_cfs_rq(se);
10457                 sync_throttle(tg, i);
10458                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10459         }
10460 }
10461
10462 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10463 {
10464         unsigned long flags;
10465         struct rq *rq;
10466         int cpu;
10467
10468         for_each_possible_cpu(cpu) {
10469                 if (tg->se[cpu])
10470                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
10471
10472                 /*
10473                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
10474                  * check on_list without danger of it being re-added.
10475                  */
10476                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
10477                         continue;
10478
10479                 rq = cpu_rq(cpu);
10480
10481                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
10482                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
10483                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
10484         }
10485 }
10486
10487 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
10488                         struct sched_entity *se, int cpu,
10489                         struct sched_entity *parent)
10490 {
10491         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10492
10493         cfs_rq->tg = tg;
10494         cfs_rq->rq = rq;
10495         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
10496
10497         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
10498         tg->se[cpu] = se;
10499
10500         /* se could be NULL for root_task_group */
10501         if (!se)
10502                 return;
10503
10504         if (!parent) {
10505                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
10506                 se->depth = 0;
10507         } else {
10508                 se->cfs_rq = parent->my_q;
10509                 se->depth = parent->depth + 1;
10510         }
10511
10512         se->my_q = cfs_rq;
10513         /* guarantee group entities always have weight */
10514         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
10515         se->parent = parent;
10516 }
10517
10518 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
10519
10520 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
10521 {
10522         int i;
10523
10524         /*
10525          * We can't change the weight of the root cgroup.
10526          */
10527         if (!tg->se[0])
10528                 return -EINVAL;
10529
10530         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
10531
10532         mutex_lock(&shares_mutex);
10533         if (tg->shares == shares)
10534                 goto done;
10535
10536         tg->shares = shares;
10537         for_each_possible_cpu(i) {
10538                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
10539                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
10540                 struct rq_flags rf;
10541
10542                 /* Propagate contribution to hierarchy */
10543                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10544                 update_rq_clock(rq);
10545                 for_each_sched_entity(se) {
10546                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
10547                         update_cfs_group(se);
10548                 }
10549                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10550         }
10551
10552 done:
10553         mutex_unlock(&shares_mutex);
10554         return 0;
10555 }
10556 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10557
10558 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10559
10560 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10561 {
10562         return 1;
10563 }
10564
10565 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10566
10567 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10568
10569 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10570
10571
10572 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
10573 {
10574         struct sched_entity *se = &task->se;
10575         unsigned int rr_interval = 0;
10576
10577         /*
10578          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
10579          * idle runqueue:
10580          */
10581         if (rq->cfs.load.weight)
10582                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
10583
10584         return rr_interval;
10585 }
10586
10587 /*
10588  * All the scheduling class methods:
10589  */
10590 const struct sched_class fair_sched_class = {
10591         .next                   = &idle_sched_class,
10592         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
10593         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
10594         .yield_task             = yield_task_fair,
10595         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
10596
10597         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
10598
10599         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
10600
10601         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
10602         .set_next_task          = set_next_task_fair,
10603
10604 #ifdef CONFIG_SMP
10605         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
10606         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
10607
10608         .rq_online              = rq_online_fair,
10609         .rq_offline             = rq_offline_fair,
10610
10611         .task_dead              = task_dead_fair,
10612         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
10613 #endif
10614
10615         .task_tick              = task_tick_fair,
10616         .task_fork              = task_fork_fair,
10617
10618         .prio_changed           = prio_changed_fair,
10619         .switched_from          = switched_from_fair,
10620         .switched_to            = switched_to_fair,
10621
10622         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
10623
10624         .update_curr            = update_curr_fair,
10625
10626 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10627         .task_change_group      = task_change_group_fair,
10628 #endif
10629
10630 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
10631         .uclamp_enabled         = 1,
10632 #endif
10633 };
10634
10635 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
10636 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
10637 {
10638         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
10639
10640         rcu_read_lock();
10641         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
10642                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
10643         rcu_read_unlock();
10644 }
10645
10646 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10647 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
10648 {
10649         int node;
10650         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
10651         struct numa_group *ng;
10652
10653         rcu_read_lock();
10654         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
10655         for_each_online_node(node) {
10656                 if (p->numa_faults) {
10657                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
10658                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10659                 }
10660                 if (ng) {
10661                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
10662                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10663                 }
10664                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
10665         }
10666         rcu_read_unlock();
10667 }
10668 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10669 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
10670
10671 __init void init_sched_fair_class(void)
10672 {
10673 #ifdef CONFIG_SMP
10674         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
10675
10676 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10677         nohz.next_balance = jiffies;
10678         nohz.next_blocked = jiffies;
10679         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
10680 #endif
10681 #endif /* SMP */
10682
10683 }
10684
10685 /*
10686  * Helper functions to facilitate extracting info from tracepoints.
10687  */
10688
10689 const struct sched_avg *sched_trace_cfs_rq_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
10690 {
10691 #ifdef CONFIG_SMP
10692         return cfs_rq ? &cfs_rq->avg : NULL;
10693 #else
10694         return NULL;
10695 #endif
10696 }
10697 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_avg);
10698
10699 char *sched_trace_cfs_rq_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *str, int len)
10700 {
10701         if (!cfs_rq) {
10702                 if (str)
10703                         strlcpy(str, "(null)", len);
10704                 else
10705                         return NULL;
10706         }
10707
10708         cfs_rq_tg_path(cfs_rq, str, len);
10709         return str;
10710 }
10711 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_path);
10712
10713 int sched_trace_cfs_rq_cpu(struct cfs_rq *cfs_rq)
10714 {
10715         return cfs_rq ? cpu_of(rq_of(cfs_rq)) : -1;
10716 }
10717 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_cpu);
10718
10719 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_rt(struct rq *rq)
10720 {
10721 #ifdef CONFIG_SMP
10722         return rq ? &rq->avg_rt : NULL;
10723 #else
10724         return NULL;
10725 #endif
10726 }
10727 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_rt);
10728
10729 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_dl(struct rq *rq)
10730 {
10731 #ifdef CONFIG_SMP
10732         return rq ? &rq->avg_dl : NULL;
10733 #else
10734         return NULL;
10735 #endif
10736 }
10737 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_dl);
10738
10739 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_irq(struct rq *rq)
10740 {
10741 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ)
10742         return rq ? &rq->avg_irq : NULL;
10743 #else
10744         return NULL;
10745 #endif
10746 }
10747 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_irq);
10748
10749 int sched_trace_rq_cpu(struct rq *rq)
10750 {
10751         return rq ? cpu_of(rq) : -1;
10752 }
10753 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu);
10754
10755 const struct cpumask *sched_trace_rd_span(struct root_domain *rd)
10756 {
10757 #ifdef CONFIG_SMP
10758         return rd ? rd->span : NULL;
10759 #else
10760         return NULL;
10761 #endif
10762 }
10763 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rd_span);