Merge tag 'tpmdd-next-6.10-rc2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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 <linux/energy_model.h>
24 #include <linux/mmap_lock.h>
25 #include <linux/hugetlb_inline.h>
26 #include <linux/jiffies.h>
27 #include <linux/mm_api.h>
28 #include <linux/highmem.h>
29 #include <linux/spinlock_api.h>
30 #include <linux/cpumask_api.h>
31 #include <linux/lockdep_api.h>
32 #include <linux/softirq.h>
33 #include <linux/refcount_api.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/sched/clock.h>
36 #include <linux/sched/cond_resched.h>
37 #include <linux/sched/cputime.h>
38 #include <linux/sched/isolation.h>
39 #include <linux/sched/nohz.h>
40
41 #include <linux/cpuidle.h>
42 #include <linux/interrupt.h>
43 #include <linux/memory-tiers.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/mutex_api.h>
46 #include <linux/profile.h>
47 #include <linux/psi.h>
48 #include <linux/ratelimit.h>
49 #include <linux/task_work.h>
50 #include <linux/rbtree_augmented.h>
51
52 #include <asm/switch_to.h>
53
54 #include "sched.h"
55 #include "stats.h"
56 #include "autogroup.h"
57
58 /*
59  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
60  *
61  * Options are:
62  *
63  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
64  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
65  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
66  *
67  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
68  */
69 unsigned int sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
70
71 /*
72  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
73  *
74  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
75  */
76 unsigned int sysctl_sched_base_slice                    = 750000ULL;
77 static unsigned int normalized_sysctl_sched_base_slice  = 750000ULL;
78
79 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
80
81 static int __init setup_sched_thermal_decay_shift(char *str)
82 {
83         pr_warn("Ignoring the deprecated sched_thermal_decay_shift= option\n");
84         return 1;
85 }
86 __setup("sched_thermal_decay_shift=", setup_sched_thermal_decay_shift);
87
88 #ifdef CONFIG_SMP
89 /*
90  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
91  */
92 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
93 {
94         return -cpu;
95 }
96
97 /*
98  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity.
99  *
100  * (default: ~20%)
101  */
102 #define fits_capacity(cap, max) ((cap) * 1280 < (max) * 1024)
103
104 /*
105  * The margin used when comparing CPU capacities.
106  * is 'cap1' noticeably greater than 'cap2'
107  *
108  * (default: ~5%)
109  */
110 #define capacity_greater(cap1, cap2) ((cap1) * 1024 > (cap2) * 1078)
111 #endif
112
113 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
114 /*
115  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
116  * each time a cfs_rq requests quota.
117  *
118  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
119  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
120  * we will always only issue the remaining available time.
121  *
122  * (default: 5 msec, units: microseconds)
123  */
124 static unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice            = 5000UL;
125 #endif
126
127 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
128 /* Restrict the NUMA promotion throughput (MB/s) for each target node. */
129 static unsigned int sysctl_numa_balancing_promote_rate_limit = 65536;
130 #endif
131
132 #ifdef CONFIG_SYSCTL
133 static struct ctl_table sched_fair_sysctls[] = {
134 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
135         {
136                 .procname       = "sched_cfs_bandwidth_slice_us",
137                 .data           = &sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice,
138                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
139                 .mode           = 0644,
140                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
141                 .extra1         = SYSCTL_ONE,
142         },
143 #endif
144 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
145         {
146                 .procname       = "numa_balancing_promote_rate_limit_MBps",
147                 .data           = &sysctl_numa_balancing_promote_rate_limit,
148                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
149                 .mode           = 0644,
150                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
151                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
152         },
153 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
154 };
155
156 static int __init sched_fair_sysctl_init(void)
157 {
158         register_sysctl_init("kernel", sched_fair_sysctls);
159         return 0;
160 }
161 late_initcall(sched_fair_sysctl_init);
162 #endif
163
164 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
165 {
166         lw->weight += inc;
167         lw->inv_weight = 0;
168 }
169
170 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
171 {
172         lw->weight -= dec;
173         lw->inv_weight = 0;
174 }
175
176 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
177 {
178         lw->weight = w;
179         lw->inv_weight = 0;
180 }
181
182 /*
183  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
184  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
185  * to users decreases. But the relationship is not linear,
186  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
187  * number of CPUs.
188  *
189  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
190  */
191 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
192 {
193         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
194         unsigned int factor;
195
196         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
197         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
198                 factor = 1;
199                 break;
200         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
201                 factor = cpus;
202                 break;
203         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
204         default:
205                 factor = 1 + ilog2(cpus);
206                 break;
207         }
208
209         return factor;
210 }
211
212 static void update_sysctl(void)
213 {
214         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
215
216 #define SET_SYSCTL(name) \
217         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
218         SET_SYSCTL(sched_base_slice);
219 #undef SET_SYSCTL
220 }
221
222 void __init sched_init_granularity(void)
223 {
224         update_sysctl();
225 }
226
227 #define WMULT_CONST     (~0U)
228 #define WMULT_SHIFT     32
229
230 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
231 {
232         unsigned long w;
233
234         if (likely(lw->inv_weight))
235                 return;
236
237         w = scale_load_down(lw->weight);
238
239         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
240                 lw->inv_weight = 1;
241         else if (unlikely(!w))
242                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
243         else
244                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
245 }
246
247 /*
248  * delta_exec * weight / lw.weight
249  *   OR
250  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
251  *
252  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
253  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
254  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
255  *
256  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
257  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
258  */
259 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
260 {
261         u64 fact = scale_load_down(weight);
262         u32 fact_hi = (u32)(fact >> 32);
263         int shift = WMULT_SHIFT;
264         int fs;
265
266         __update_inv_weight(lw);
267
268         if (unlikely(fact_hi)) {
269                 fs = fls(fact_hi);
270                 shift -= fs;
271                 fact >>= fs;
272         }
273
274         fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
275
276         fact_hi = (u32)(fact >> 32);
277         if (fact_hi) {
278                 fs = fls(fact_hi);
279                 shift -= fs;
280                 fact >>= fs;
281         }
282
283         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
284 }
285
286 /*
287  * delta /= w
288  */
289 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
290 {
291         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
292                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
293
294         return delta;
295 }
296
297 const struct sched_class fair_sched_class;
298
299 /**************************************************************
300  * CFS operations on generic schedulable entities:
301  */
302
303 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
304
305 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
306 #define for_each_sched_entity(se) \
307                 for (; se; se = se->parent)
308
309 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
310 {
311         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
312         int cpu = cpu_of(rq);
313
314         if (cfs_rq->on_list)
315                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
316
317         cfs_rq->on_list = 1;
318
319         /*
320          * Ensure we either appear before our parent (if already
321          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
322          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
323          * reduces this to two cases and a special case for the root
324          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
325          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
326          * to a tree or when we reach the top of the tree
327          */
328         if (cfs_rq->tg->parent &&
329             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
330                 /*
331                  * If parent is already on the list, we add the child
332                  * just before. Thanks to circular linked property of
333                  * the list, this means to put the child at the tail
334                  * of the list that starts by parent.
335                  */
336                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
337                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
338                 /*
339                  * The branch is now connected to its tree so we can
340                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
341                  * list.
342                  */
343                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
344                 return true;
345         }
346
347         if (!cfs_rq->tg->parent) {
348                 /*
349                  * cfs rq without parent should be put
350                  * at the tail of the list.
351                  */
352                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
353                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
354                 /*
355                  * We have reach the top of a tree so we can reset
356                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
357                  */
358                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
359                 return true;
360         }
361
362         /*
363          * The parent has not already been added so we want to
364          * make sure that it will be put after us.
365          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
366          * where we will add parent.
367          */
368         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
369         /*
370          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
371          * of the branch
372          */
373         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
374         return false;
375 }
376
377 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
378 {
379         if (cfs_rq->on_list) {
380                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
381
382                 /*
383                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
384                  * it can happen the tmp_alone_branch points to the leaf that
385                  * we finally want to delete. In this case, tmp_alone_branch moves
386                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
387                  * at the end of the enqueue.
388                  */
389                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
390                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
391
392                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
393                 cfs_rq->on_list = 0;
394         }
395 }
396
397 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
398 {
399         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
400 }
401
402 /* Iterate through all leaf cfs_rq's on a runqueue */
403 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
404         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
405                                  leaf_cfs_rq_list)
406
407 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
408 static inline struct cfs_rq *
409 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
410 {
411         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
412                 return se->cfs_rq;
413
414         return NULL;
415 }
416
417 static inline struct sched_entity *parent_entity(const struct sched_entity *se)
418 {
419         return se->parent;
420 }
421
422 static void
423 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
424 {
425         int se_depth, pse_depth;
426
427         /*
428          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
429          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
430          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
431          * parent.
432          */
433
434         /* First walk up until both entities are at same depth */
435         se_depth = (*se)->depth;
436         pse_depth = (*pse)->depth;
437
438         while (se_depth > pse_depth) {
439                 se_depth--;
440                 *se = parent_entity(*se);
441         }
442
443         while (pse_depth > se_depth) {
444                 pse_depth--;
445                 *pse = parent_entity(*pse);
446         }
447
448         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
449                 *se = parent_entity(*se);
450                 *pse = parent_entity(*pse);
451         }
452 }
453
454 static int tg_is_idle(struct task_group *tg)
455 {
456         return tg->idle > 0;
457 }
458
459 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
460 {
461         return cfs_rq->idle > 0;
462 }
463
464 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
465 {
466         if (entity_is_task(se))
467                 return task_has_idle_policy(task_of(se));
468         return cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se));
469 }
470
471 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
472
473 #define for_each_sched_entity(se) \
474                 for (; se; se = NULL)
475
476 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
477 {
478         return true;
479 }
480
481 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
482 {
483 }
484
485 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
486 {
487 }
488
489 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
490                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
491
492 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
493 {
494         return NULL;
495 }
496
497 static inline void
498 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
499 {
500 }
501
502 static inline int tg_is_idle(struct task_group *tg)
503 {
504         return 0;
505 }
506
507 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
508 {
509         return 0;
510 }
511
512 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
513 {
514         return 0;
515 }
516
517 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
518
519 static __always_inline
520 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
521
522 /**************************************************************
523  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
524  */
525
526 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
527 {
528         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
529         if (delta > 0)
530                 max_vruntime = vruntime;
531
532         return max_vruntime;
533 }
534
535 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
536 {
537         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
538         if (delta < 0)
539                 min_vruntime = vruntime;
540
541         return min_vruntime;
542 }
543
544 static inline bool entity_before(const struct sched_entity *a,
545                                  const struct sched_entity *b)
546 {
547         /*
548          * Tiebreak on vruntime seems unnecessary since it can
549          * hardly happen.
550          */
551         return (s64)(a->deadline - b->deadline) < 0;
552 }
553
554 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
555 {
556         return (s64)(se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime);
557 }
558
559 #define __node_2_se(node) \
560         rb_entry((node), struct sched_entity, run_node)
561
562 /*
563  * Compute virtual time from the per-task service numbers:
564  *
565  * Fair schedulers conserve lag:
566  *
567  *   \Sum lag_i = 0
568  *
569  * Where lag_i is given by:
570  *
571  *   lag_i = S - s_i = w_i * (V - v_i)
572  *
573  * Where S is the ideal service time and V is it's virtual time counterpart.
574  * Therefore:
575  *
576  *   \Sum lag_i = 0
577  *   \Sum w_i * (V - v_i) = 0
578  *   \Sum w_i * V - w_i * v_i = 0
579  *
580  * From which we can solve an expression for V in v_i (which we have in
581  * se->vruntime):
582  *
583  *       \Sum v_i * w_i   \Sum v_i * w_i
584  *   V = -------------- = --------------
585  *          \Sum w_i            W
586  *
587  * Specifically, this is the weighted average of all entity virtual runtimes.
588  *
589  * [[ NOTE: this is only equal to the ideal scheduler under the condition
590  *          that join/leave operations happen at lag_i = 0, otherwise the
591  *          virtual time has non-contiguous motion equivalent to:
592  *
593  *            V +-= lag_i / W
594  *
595  *          Also see the comment in place_entity() that deals with this. ]]
596  *
597  * However, since v_i is u64, and the multiplication could easily overflow
598  * transform it into a relative form that uses smaller quantities:
599  *
600  * Substitute: v_i == (v_i - v0) + v0
601  *
602  *     \Sum ((v_i - v0) + v0) * w_i   \Sum (v_i - v0) * w_i
603  * V = ---------------------------- = --------------------- + v0
604  *                  W                            W
605  *
606  * Which we track using:
607  *
608  *                    v0 := cfs_rq->min_vruntime
609  * \Sum (v_i - v0) * w_i := cfs_rq->avg_vruntime
610  *              \Sum w_i := cfs_rq->avg_load
611  *
612  * Since min_vruntime is a monotonic increasing variable that closely tracks
613  * the per-task service, these deltas: (v_i - v), will be in the order of the
614  * maximal (virtual) lag induced in the system due to quantisation.
615  *
616  * Also, we use scale_load_down() to reduce the size.
617  *
618  * As measured, the max (key * weight) value was ~44 bits for a kernel build.
619  */
620 static void
621 avg_vruntime_add(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
622 {
623         unsigned long weight = scale_load_down(se->load.weight);
624         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
625
626         cfs_rq->avg_vruntime += key * weight;
627         cfs_rq->avg_load += weight;
628 }
629
630 static void
631 avg_vruntime_sub(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
632 {
633         unsigned long weight = scale_load_down(se->load.weight);
634         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
635
636         cfs_rq->avg_vruntime -= key * weight;
637         cfs_rq->avg_load -= weight;
638 }
639
640 static inline
641 void avg_vruntime_update(struct cfs_rq *cfs_rq, s64 delta)
642 {
643         /*
644          * v' = v + d ==> avg_vruntime' = avg_runtime - d*avg_load
645          */
646         cfs_rq->avg_vruntime -= cfs_rq->avg_load * delta;
647 }
648
649 /*
650  * Specifically: avg_runtime() + 0 must result in entity_eligible() := true
651  * For this to be so, the result of this function must have a left bias.
652  */
653 u64 avg_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
654 {
655         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
656         s64 avg = cfs_rq->avg_vruntime;
657         long load = cfs_rq->avg_load;
658
659         if (curr && curr->on_rq) {
660                 unsigned long weight = scale_load_down(curr->load.weight);
661
662                 avg += entity_key(cfs_rq, curr) * weight;
663                 load += weight;
664         }
665
666         if (load) {
667                 /* sign flips effective floor / ceiling */
668                 if (avg < 0)
669                         avg -= (load - 1);
670                 avg = div_s64(avg, load);
671         }
672
673         return cfs_rq->min_vruntime + avg;
674 }
675
676 /*
677  * lag_i = S - s_i = w_i * (V - v_i)
678  *
679  * However, since V is approximated by the weighted average of all entities it
680  * is possible -- by addition/removal/reweight to the tree -- to move V around
681  * and end up with a larger lag than we started with.
682  *
683  * Limit this to either double the slice length with a minimum of TICK_NSEC
684  * since that is the timing granularity.
685  *
686  * EEVDF gives the following limit for a steady state system:
687  *
688  *   -r_max < lag < max(r_max, q)
689  *
690  * XXX could add max_slice to the augmented data to track this.
691  */
692 static s64 entity_lag(u64 avruntime, struct sched_entity *se)
693 {
694         s64 vlag, limit;
695
696         vlag = avruntime - se->vruntime;
697         limit = calc_delta_fair(max_t(u64, 2*se->slice, TICK_NSEC), se);
698
699         return clamp(vlag, -limit, limit);
700 }
701
702 static void update_entity_lag(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
703 {
704         SCHED_WARN_ON(!se->on_rq);
705
706         se->vlag = entity_lag(avg_vruntime(cfs_rq), se);
707 }
708
709 /*
710  * Entity is eligible once it received less service than it ought to have,
711  * eg. lag >= 0.
712  *
713  * lag_i = S - s_i = w_i*(V - v_i)
714  *
715  * lag_i >= 0 -> V >= v_i
716  *
717  *     \Sum (v_i - v)*w_i
718  * V = ------------------ + v
719  *          \Sum w_i
720  *
721  * lag_i >= 0 -> \Sum (v_i - v)*w_i >= (v_i - v)*(\Sum w_i)
722  *
723  * Note: using 'avg_vruntime() > se->vruntime' is inaccurate due
724  *       to the loss in precision caused by the division.
725  */
726 static int vruntime_eligible(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 vruntime)
727 {
728         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
729         s64 avg = cfs_rq->avg_vruntime;
730         long load = cfs_rq->avg_load;
731
732         if (curr && curr->on_rq) {
733                 unsigned long weight = scale_load_down(curr->load.weight);
734
735                 avg += entity_key(cfs_rq, curr) * weight;
736                 load += weight;
737         }
738
739         return avg >= (s64)(vruntime - cfs_rq->min_vruntime) * load;
740 }
741
742 int entity_eligible(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
743 {
744         return vruntime_eligible(cfs_rq, se->vruntime);
745 }
746
747 static u64 __update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 vruntime)
748 {
749         u64 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
750         /*
751          * open coded max_vruntime() to allow updating avg_vruntime
752          */
753         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
754         if (delta > 0) {
755                 avg_vruntime_update(cfs_rq, delta);
756                 min_vruntime = vruntime;
757         }
758         return min_vruntime;
759 }
760
761 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
762 {
763         struct sched_entity *se = __pick_root_entity(cfs_rq);
764         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
765         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
766
767         if (curr) {
768                 if (curr->on_rq)
769                         vruntime = curr->vruntime;
770                 else
771                         curr = NULL;
772         }
773
774         if (se) {
775                 if (!curr)
776                         vruntime = se->min_vruntime;
777                 else
778                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->min_vruntime);
779         }
780
781         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
782         u64_u32_store(cfs_rq->min_vruntime,
783                       __update_min_vruntime(cfs_rq, vruntime));
784 }
785
786 static inline bool __entity_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
787 {
788         return entity_before(__node_2_se(a), __node_2_se(b));
789 }
790
791 #define vruntime_gt(field, lse, rse) ({ (s64)((lse)->field - (rse)->field) > 0; })
792
793 static inline void __min_vruntime_update(struct sched_entity *se, struct rb_node *node)
794 {
795         if (node) {
796                 struct sched_entity *rse = __node_2_se(node);
797                 if (vruntime_gt(min_vruntime, se, rse))
798                         se->min_vruntime = rse->min_vruntime;
799         }
800 }
801
802 /*
803  * se->min_vruntime = min(se->vruntime, {left,right}->min_vruntime)
804  */
805 static inline bool min_vruntime_update(struct sched_entity *se, bool exit)
806 {
807         u64 old_min_vruntime = se->min_vruntime;
808         struct rb_node *node = &se->run_node;
809
810         se->min_vruntime = se->vruntime;
811         __min_vruntime_update(se, node->rb_right);
812         __min_vruntime_update(se, node->rb_left);
813
814         return se->min_vruntime == old_min_vruntime;
815 }
816
817 RB_DECLARE_CALLBACKS(static, min_vruntime_cb, struct sched_entity,
818                      run_node, min_vruntime, min_vruntime_update);
819
820 /*
821  * Enqueue an entity into the rb-tree:
822  */
823 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
824 {
825         avg_vruntime_add(cfs_rq, se);
826         se->min_vruntime = se->vruntime;
827         rb_add_augmented_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline,
828                                 __entity_less, &min_vruntime_cb);
829 }
830
831 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
832 {
833         rb_erase_augmented_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline,
834                                   &min_vruntime_cb);
835         avg_vruntime_sub(cfs_rq, se);
836 }
837
838 struct sched_entity *__pick_root_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
839 {
840         struct rb_node *root = cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
841
842         if (!root)
843                 return NULL;
844
845         return __node_2_se(root);
846 }
847
848 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
849 {
850         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
851
852         if (!left)
853                 return NULL;
854
855         return __node_2_se(left);
856 }
857
858 /*
859  * Earliest Eligible Virtual Deadline First
860  *
861  * In order to provide latency guarantees for different request sizes
862  * EEVDF selects the best runnable task from two criteria:
863  *
864  *  1) the task must be eligible (must be owed service)
865  *
866  *  2) from those tasks that meet 1), we select the one
867  *     with the earliest virtual deadline.
868  *
869  * We can do this in O(log n) time due to an augmented RB-tree. The
870  * tree keeps the entries sorted on deadline, but also functions as a
871  * heap based on the vruntime by keeping:
872  *
873  *  se->min_vruntime = min(se->vruntime, se->{left,right}->min_vruntime)
874  *
875  * Which allows tree pruning through eligibility.
876  */
877 static struct sched_entity *pick_eevdf(struct cfs_rq *cfs_rq)
878 {
879         struct rb_node *node = cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
880         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
881         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
882         struct sched_entity *best = NULL;
883
884         /*
885          * We can safely skip eligibility check if there is only one entity
886          * in this cfs_rq, saving some cycles.
887          */
888         if (cfs_rq->nr_running == 1)
889                 return curr && curr->on_rq ? curr : se;
890
891         if (curr && (!curr->on_rq || !entity_eligible(cfs_rq, curr)))
892                 curr = NULL;
893
894         /*
895          * Once selected, run a task until it either becomes non-eligible or
896          * until it gets a new slice. See the HACK in set_next_entity().
897          */
898         if (sched_feat(RUN_TO_PARITY) && curr && curr->vlag == curr->deadline)
899                 return curr;
900
901         /* Pick the leftmost entity if it's eligible */
902         if (se && entity_eligible(cfs_rq, se)) {
903                 best = se;
904                 goto found;
905         }
906
907         /* Heap search for the EEVD entity */
908         while (node) {
909                 struct rb_node *left = node->rb_left;
910
911                 /*
912                  * Eligible entities in left subtree are always better
913                  * choices, since they have earlier deadlines.
914                  */
915                 if (left && vruntime_eligible(cfs_rq,
916                                         __node_2_se(left)->min_vruntime)) {
917                         node = left;
918                         continue;
919                 }
920
921                 se = __node_2_se(node);
922
923                 /*
924                  * The left subtree either is empty or has no eligible
925                  * entity, so check the current node since it is the one
926                  * with earliest deadline that might be eligible.
927                  */
928                 if (entity_eligible(cfs_rq, se)) {
929                         best = se;
930                         break;
931                 }
932
933                 node = node->rb_right;
934         }
935 found:
936         if (!best || (curr && entity_before(curr, best)))
937                 best = curr;
938
939         return best;
940 }
941
942 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
943 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
944 {
945         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
946
947         if (!last)
948                 return NULL;
949
950         return __node_2_se(last);
951 }
952
953 /**************************************************************
954  * Scheduling class statistics methods:
955  */
956 #ifdef CONFIG_SMP
957 int sched_update_scaling(void)
958 {
959         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
960
961 #define WRT_SYSCTL(name) \
962         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
963         WRT_SYSCTL(sched_base_slice);
964 #undef WRT_SYSCTL
965
966         return 0;
967 }
968 #endif
969 #endif
970
971 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se);
972
973 /*
974  * XXX: strictly: vd_i += N*r_i/w_i such that: vd_i > ve_i
975  * this is probably good enough.
976  */
977 static void update_deadline(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
978 {
979         if ((s64)(se->vruntime - se->deadline) < 0)
980                 return;
981
982         /*
983          * For EEVDF the virtual time slope is determined by w_i (iow.
984          * nice) while the request time r_i is determined by
985          * sysctl_sched_base_slice.
986          */
987         se->slice = sysctl_sched_base_slice;
988
989         /*
990          * EEVDF: vd_i = ve_i + r_i / w_i
991          */
992         se->deadline = se->vruntime + calc_delta_fair(se->slice, se);
993
994         /*
995          * The task has consumed its request, reschedule.
996          */
997         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
998                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
999                 clear_buddies(cfs_rq, se);
1000         }
1001 }
1002
1003 #include "pelt.h"
1004 #ifdef CONFIG_SMP
1005
1006 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
1007 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
1008 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1009
1010 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
1011 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
1012 {
1013         struct sched_avg *sa = &se->avg;
1014
1015         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
1016
1017         /*
1018          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
1019          * they get a chance to stabilize to their real load level.
1020          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
1021          * nothing has been attached to the task group yet.
1022          */
1023         if (entity_is_task(se))
1024                 sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
1025
1026         /* when this task is enqueued, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
1027 }
1028
1029 /*
1030  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
1031  * based on the cfs_rq's current util_avg:
1032  *
1033  *   util_avg = cfs_rq->avg.util_avg / (cfs_rq->avg.load_avg + 1)
1034  *              * se_weight(se)
1035  *
1036  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
1037  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
1038  * as when the series is a harmonic series.
1039  *
1040  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
1041  * only 1/2 of the left utilization budget:
1042  *
1043  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
1044  *
1045  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
1046  *
1047  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
1048  * the beginning would be like:
1049  *
1050  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
1051  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
1052  *
1053  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
1054  * if util_avg > util_avg_cap.
1055  */
1056 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
1057 {
1058         struct sched_entity *se = &p->se;
1059         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1060         struct sched_avg *sa = &se->avg;
1061         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
1062         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
1063
1064         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
1065                 /*
1066                  * For !fair tasks do:
1067                  *
1068                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
1069                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
1070                 switched_from_fair(rq, p);
1071                  *
1072                  * such that the next switched_to_fair() has the
1073                  * expected state.
1074                  */
1075                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
1076                 return;
1077         }
1078
1079         if (cap > 0) {
1080                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
1081                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se_weight(se);
1082                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
1083
1084                         if (sa->util_avg > cap)
1085                                 sa->util_avg = cap;
1086                 } else {
1087                         sa->util_avg = cap;
1088                 }
1089         }
1090
1091         sa->runnable_avg = sa->util_avg;
1092 }
1093
1094 #else /* !CONFIG_SMP */
1095 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
1096 {
1097 }
1098 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
1099 {
1100 }
1101 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
1102 {
1103 }
1104 #endif /* CONFIG_SMP */
1105
1106 static s64 update_curr_se(struct rq *rq, struct sched_entity *curr)
1107 {
1108         u64 now = rq_clock_task(rq);
1109         s64 delta_exec;
1110
1111         delta_exec = now - curr->exec_start;
1112         if (unlikely(delta_exec <= 0))
1113                 return delta_exec;
1114
1115         curr->exec_start = now;
1116         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
1117
1118         if (schedstat_enabled()) {
1119                 struct sched_statistics *stats;
1120
1121                 stats = __schedstats_from_se(curr);
1122                 __schedstat_set(stats->exec_max,
1123                                 max(delta_exec, stats->exec_max));
1124         }
1125
1126         return delta_exec;
1127 }
1128
1129 static inline void update_curr_task(struct task_struct *p, s64 delta_exec)
1130 {
1131         trace_sched_stat_runtime(p, delta_exec);
1132         account_group_exec_runtime(p, delta_exec);
1133         cgroup_account_cputime(p, delta_exec);
1134         if (p->dl_server)
1135                 dl_server_update(p->dl_server, delta_exec);
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Used by other classes to account runtime.
1140  */
1141 s64 update_curr_common(struct rq *rq)
1142 {
1143         struct task_struct *curr = rq->curr;
1144         s64 delta_exec;
1145
1146         delta_exec = update_curr_se(rq, &curr->se);
1147         if (likely(delta_exec > 0))
1148                 update_curr_task(curr, delta_exec);
1149
1150         return delta_exec;
1151 }
1152
1153 /*
1154  * Update the current task's runtime statistics.
1155  */
1156 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
1157 {
1158         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
1159         s64 delta_exec;
1160
1161         if (unlikely(!curr))
1162                 return;
1163
1164         delta_exec = update_curr_se(rq_of(cfs_rq), curr);
1165         if (unlikely(delta_exec <= 0))
1166                 return;
1167
1168         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
1169         update_deadline(cfs_rq, curr);
1170         update_min_vruntime(cfs_rq);
1171
1172         if (entity_is_task(curr))
1173                 update_curr_task(task_of(curr), delta_exec);
1174
1175         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
1176 }
1177
1178 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
1179 {
1180         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
1181 }
1182
1183 static inline void
1184 update_stats_wait_start_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1185 {
1186         struct sched_statistics *stats;
1187         struct task_struct *p = NULL;
1188
1189         if (!schedstat_enabled())
1190                 return;
1191
1192         stats = __schedstats_from_se(se);
1193
1194         if (entity_is_task(se))
1195                 p = task_of(se);
1196
1197         __update_stats_wait_start(rq_of(cfs_rq), p, stats);
1198 }
1199
1200 static inline void
1201 update_stats_wait_end_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1202 {
1203         struct sched_statistics *stats;
1204         struct task_struct *p = NULL;
1205
1206         if (!schedstat_enabled())
1207                 return;
1208
1209         stats = __schedstats_from_se(se);
1210
1211         /*
1212          * When the sched_schedstat changes from 0 to 1, some sched se
1213          * maybe already in the runqueue, the se->statistics.wait_start
1214          * will be 0.So it will let the delta wrong. We need to avoid this
1215          * scenario.
1216          */
1217         if (unlikely(!schedstat_val(stats->wait_start)))
1218                 return;
1219
1220         if (entity_is_task(se))
1221                 p = task_of(se);
1222
1223         __update_stats_wait_end(rq_of(cfs_rq), p, stats);
1224 }
1225
1226 static inline void
1227 update_stats_enqueue_sleeper_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1228 {
1229         struct sched_statistics *stats;
1230         struct task_struct *tsk = NULL;
1231
1232         if (!schedstat_enabled())
1233                 return;
1234
1235         stats = __schedstats_from_se(se);
1236
1237         if (entity_is_task(se))
1238                 tsk = task_of(se);
1239
1240         __update_stats_enqueue_sleeper(rq_of(cfs_rq), tsk, stats);
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Task is being enqueued - update stats:
1245  */
1246 static inline void
1247 update_stats_enqueue_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1248 {
1249         if (!schedstat_enabled())
1250                 return;
1251
1252         /*
1253          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1254          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1255          */
1256         if (se != cfs_rq->curr)
1257                 update_stats_wait_start_fair(cfs_rq, se);
1258
1259         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1260                 update_stats_enqueue_sleeper_fair(cfs_rq, se);
1261 }
1262
1263 static inline void
1264 update_stats_dequeue_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1265 {
1266
1267         if (!schedstat_enabled())
1268                 return;
1269
1270         /*
1271          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1272          * waiting task:
1273          */
1274         if (se != cfs_rq->curr)
1275                 update_stats_wait_end_fair(cfs_rq, se);
1276
1277         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1278                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1279                 unsigned int state;
1280
1281                 /* XXX racy against TTWU */
1282                 state = READ_ONCE(tsk->__state);
1283                 if (state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1284                         __schedstat_set(tsk->stats.sleep_start,
1285                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1286                 if (state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1287                         __schedstat_set(tsk->stats.block_start,
1288                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1289         }
1290 }
1291
1292 /*
1293  * We are picking a new current task - update its stats:
1294  */
1295 static inline void
1296 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1297 {
1298         /*
1299          * We are starting a new run period:
1300          */
1301         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1302 }
1303
1304 /**************************************************
1305  * Scheduling class queueing methods:
1306  */
1307
1308 static inline bool is_core_idle(int cpu)
1309 {
1310 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1311         int sibling;
1312
1313         for_each_cpu(sibling, cpu_smt_mask(cpu)) {
1314                 if (cpu == sibling)
1315                         continue;
1316
1317                 if (!idle_cpu(sibling))
1318                         return false;
1319         }
1320 #endif
1321
1322         return true;
1323 }
1324
1325 #ifdef CONFIG_NUMA
1326 #define NUMA_IMBALANCE_MIN 2
1327
1328 static inline long
1329 adjust_numa_imbalance(int imbalance, int dst_running, int imb_numa_nr)
1330 {
1331         /*
1332          * Allow a NUMA imbalance if busy CPUs is less than the maximum
1333          * threshold. Above this threshold, individual tasks may be contending
1334          * for both memory bandwidth and any shared HT resources.  This is an
1335          * approximation as the number of running tasks may not be related to
1336          * the number of busy CPUs due to sched_setaffinity.
1337          */
1338         if (dst_running > imb_numa_nr)
1339                 return imbalance;
1340
1341         /*
1342          * Allow a small imbalance based on a simple pair of communicating
1343          * tasks that remain local when the destination is lightly loaded.
1344          */
1345         if (imbalance <= NUMA_IMBALANCE_MIN)
1346                 return 0;
1347
1348         return imbalance;
1349 }
1350 #endif /* CONFIG_NUMA */
1351
1352 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1353 /*
1354  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1355  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1356  * numa_balancing_scan_size.
1357  */
1358 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1359 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1360
1361 /* Portion of address space to scan in MB */
1362 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1363
1364 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1365 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1366
1367 /* The page with hint page fault latency < threshold in ms is considered hot */
1368 unsigned int sysctl_numa_balancing_hot_threshold = MSEC_PER_SEC;
1369
1370 struct numa_group {
1371         refcount_t refcount;
1372
1373         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1374         int nr_tasks;
1375         pid_t gid;
1376         int active_nodes;
1377
1378         struct rcu_head rcu;
1379         unsigned long total_faults;
1380         unsigned long max_faults_cpu;
1381         /*
1382          * faults[] array is split into two regions: faults_mem and faults_cpu.
1383          *
1384          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1385          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1386          * more by CPU use than by memory faults.
1387          */
1388         unsigned long faults[];
1389 };
1390
1391 /*
1392  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1393  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1394  */
1395 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1396 {
1397         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1398                 (lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p))) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1399 }
1400
1401 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1402 {
1403         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1404 }
1405
1406 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1407 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1408
1409 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1410 {
1411         unsigned long rss = 0;
1412         unsigned long nr_scan_pages;
1413
1414         /*
1415          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1416          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1417          * on resident pages
1418          */
1419         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1420         rss = get_mm_rss(p->mm);
1421         if (!rss)
1422                 rss = nr_scan_pages;
1423
1424         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1425         return rss / nr_scan_pages;
1426 }
1427
1428 /* For sanity's sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1429 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1430
1431 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1432 {
1433         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1434         unsigned int scan, floor;
1435         unsigned int windows = 1;
1436
1437         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1438                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1439         floor = 1000 / windows;
1440
1441         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1442         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1443 }
1444
1445 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1446 {
1447         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1448         unsigned long period = smin;
1449         struct numa_group *ng;
1450
1451         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1452         rcu_read_lock();
1453         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1454         if (ng) {
1455                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1456                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1457
1458                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1459                 period *= shared + 1;
1460                 period /= private + shared + 1;
1461         }
1462         rcu_read_unlock();
1463
1464         return max(smin, period);
1465 }
1466
1467 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1468 {
1469         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1470         unsigned long smax;
1471         struct numa_group *ng;
1472
1473         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1474         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1475
1476         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1477         ng = deref_curr_numa_group(p);
1478         if (ng) {
1479                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1480                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1481                 unsigned long period = smax;
1482
1483                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1484                 period *= shared + 1;
1485                 period /= private + shared + 1;
1486
1487                 smax = max(smax, period);
1488         }
1489
1490         return max(smin, smax);
1491 }
1492
1493 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1494 {
1495         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1496         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1497 }
1498
1499 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1500 {
1501         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1502         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1503 }
1504
1505 /* Shared or private faults. */
1506 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1507
1508 /* Memory and CPU locality */
1509 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1510
1511 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1512 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1513
1514 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1515 {
1516         struct numa_group *ng;
1517         pid_t gid = 0;
1518
1519         rcu_read_lock();
1520         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1521         if (ng)
1522                 gid = ng->gid;
1523         rcu_read_unlock();
1524
1525         return gid;
1526 }
1527
1528 /*
1529  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1530  * occupy the first half of the array. The second half of the
1531  * array is for current counters, which are averaged into the
1532  * first set by task_numa_placement.
1533  */
1534 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1535 {
1536         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1537 }
1538
1539 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1540 {
1541         if (!p->numa_faults)
1542                 return 0;
1543
1544         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1545                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1546 }
1547
1548 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1549 {
1550         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1551
1552         if (!ng)
1553                 return 0;
1554
1555         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1556                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1557 }
1558
1559 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1560 {
1561         return group->faults[task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, 0)] +
1562                 group->faults[task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, 1)];
1563 }
1564
1565 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1566 {
1567         unsigned long faults = 0;
1568         int node;
1569
1570         for_each_online_node(node) {
1571                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1572         }
1573
1574         return faults;
1575 }
1576
1577 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1578 {
1579         unsigned long faults = 0;
1580         int node;
1581
1582         for_each_online_node(node) {
1583                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1584         }
1585
1586         return faults;
1587 }
1588
1589 /*
1590  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1591  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1592  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1593  */
1594 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1595
1596 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1597 {
1598         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1599 }
1600
1601 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1602 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1603                                         int lim_dist, bool task)
1604 {
1605         unsigned long score = 0;
1606         int node, max_dist;
1607
1608         /*
1609          * All nodes are directly connected, and the same distance
1610          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1611          */
1612         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1613                 return 0;
1614
1615         /* sched_max_numa_distance may be changed in parallel. */
1616         max_dist = READ_ONCE(sched_max_numa_distance);
1617         /*
1618          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1619          * which should be OK given the number of nodes rarely exceeds 8.
1620          */
1621         for_each_online_node(node) {
1622                 unsigned long faults;
1623                 int dist = node_distance(nid, node);
1624
1625                 /*
1626                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1627                  * for placement; nid was already counted.
1628                  */
1629                 if (dist >= max_dist || node == nid)
1630                         continue;
1631
1632                 /*
1633                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1634                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1635                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1636                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1637                  * of each group. Skip other nodes.
1638                  */
1639                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE && dist >= lim_dist)
1640                         continue;
1641
1642                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1643                 if (task)
1644                         faults = task_faults(p, node);
1645                 else
1646                         faults = group_faults(p, node);
1647
1648                 /*
1649                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1650                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1651                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1652                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1653                  * The further away a node is, the less the faults count.
1654                  * This seems to result in good task placement.
1655                  */
1656                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1657                         faults *= (max_dist - dist);
1658                         faults /= (max_dist - LOCAL_DISTANCE);
1659                 }
1660
1661                 score += faults;
1662         }
1663
1664         return score;
1665 }
1666
1667 /*
1668  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1669  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1670  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1671  * evenly spread out between numa nodes.
1672  */
1673 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1674                                         int dist)
1675 {
1676         unsigned long faults, total_faults;
1677
1678         if (!p->numa_faults)
1679                 return 0;
1680
1681         total_faults = p->total_numa_faults;
1682
1683         if (!total_faults)
1684                 return 0;
1685
1686         faults = task_faults(p, nid);
1687         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1688
1689         return 1000 * faults / total_faults;
1690 }
1691
1692 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1693                                          int dist)
1694 {
1695         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1696         unsigned long faults, total_faults;
1697
1698         if (!ng)
1699                 return 0;
1700
1701         total_faults = ng->total_faults;
1702
1703         if (!total_faults)
1704                 return 0;
1705
1706         faults = group_faults(p, nid);
1707         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1708
1709         return 1000 * faults / total_faults;
1710 }
1711
1712 /*
1713  * If memory tiering mode is enabled, cpupid of slow memory page is
1714  * used to record scan time instead of CPU and PID.  When tiering mode
1715  * is disabled at run time, the scan time (in cpupid) will be
1716  * interpreted as CPU and PID.  So CPU needs to be checked to avoid to
1717  * access out of array bound.
1718  */
1719 static inline bool cpupid_valid(int cpupid)
1720 {
1721         return cpupid_to_cpu(cpupid) < nr_cpu_ids;
1722 }
1723
1724 /*
1725  * For memory tiering mode, if there are enough free pages (more than
1726  * enough watermark defined here) in fast memory node, to take full
1727  * advantage of fast memory capacity, all recently accessed slow
1728  * memory pages will be migrated to fast memory node without
1729  * considering hot threshold.
1730  */
1731 static bool pgdat_free_space_enough(struct pglist_data *pgdat)
1732 {
1733         int z;
1734         unsigned long enough_wmark;
1735
1736         enough_wmark = max(1UL * 1024 * 1024 * 1024 >> PAGE_SHIFT,
1737                            pgdat->node_present_pages >> 4);
1738         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
1739                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1740
1741                 if (!populated_zone(zone))
1742                         continue;
1743
1744                 if (zone_watermark_ok(zone, 0,
1745                                       wmark_pages(zone, WMARK_PROMO) + enough_wmark,
1746                                       ZONE_MOVABLE, 0))
1747                         return true;
1748         }
1749         return false;
1750 }
1751
1752 /*
1753  * For memory tiering mode, when page tables are scanned, the scan
1754  * time will be recorded in struct page in addition to make page
1755  * PROT_NONE for slow memory page.  So when the page is accessed, in
1756  * hint page fault handler, the hint page fault latency is calculated
1757  * via,
1758  *
1759  *      hint page fault latency = hint page fault time - scan time
1760  *
1761  * The smaller the hint page fault latency, the higher the possibility
1762  * for the page to be hot.
1763  */
1764 static int numa_hint_fault_latency(struct folio *folio)
1765 {
1766         int last_time, time;
1767
1768         time = jiffies_to_msecs(jiffies);
1769         last_time = folio_xchg_access_time(folio, time);
1770
1771         return (time - last_time) & PAGE_ACCESS_TIME_MASK;
1772 }
1773
1774 /*
1775  * For memory tiering mode, too high promotion/demotion throughput may
1776  * hurt application latency.  So we provide a mechanism to rate limit
1777  * the number of pages that are tried to be promoted.
1778  */
1779 static bool numa_promotion_rate_limit(struct pglist_data *pgdat,
1780                                       unsigned long rate_limit, int nr)
1781 {
1782         unsigned long nr_cand;
1783         unsigned int now, start;
1784
1785         now = jiffies_to_msecs(jiffies);
1786         mod_node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_CANDIDATE, nr);
1787         nr_cand = node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_CANDIDATE);
1788         start = pgdat->nbp_rl_start;
1789         if (now - start > MSEC_PER_SEC &&
1790             cmpxchg(&pgdat->nbp_rl_start, start, now) == start)
1791                 pgdat->nbp_rl_nr_cand = nr_cand;
1792         if (nr_cand - pgdat->nbp_rl_nr_cand >= rate_limit)
1793                 return true;
1794         return false;
1795 }
1796
1797 #define NUMA_MIGRATION_ADJUST_STEPS     16
1798
1799 static void numa_promotion_adjust_threshold(struct pglist_data *pgdat,
1800                                             unsigned long rate_limit,
1801                                             unsigned int ref_th)
1802 {
1803         unsigned int now, start, th_period, unit_th, th;
1804         unsigned long nr_cand, ref_cand, diff_cand;
1805
1806         now = jiffies_to_msecs(jiffies);
1807         th_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_max;
1808         start = pgdat->nbp_th_start;
1809         if (now - start > th_period &&
1810             cmpxchg(&pgdat->nbp_th_start, start, now) == start) {
1811                 ref_cand = rate_limit *
1812                         sysctl_numa_balancing_scan_period_max / MSEC_PER_SEC;
1813                 nr_cand = node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_CANDIDATE);
1814                 diff_cand = nr_cand - pgdat->nbp_th_nr_cand;
1815                 unit_th = ref_th * 2 / NUMA_MIGRATION_ADJUST_STEPS;
1816                 th = pgdat->nbp_threshold ? : ref_th;
1817                 if (diff_cand > ref_cand * 11 / 10)
1818                         th = max(th - unit_th, unit_th);
1819                 else if (diff_cand < ref_cand * 9 / 10)
1820                         th = min(th + unit_th, ref_th * 2);
1821                 pgdat->nbp_th_nr_cand = nr_cand;
1822                 pgdat->nbp_threshold = th;
1823         }
1824 }
1825
1826 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct folio *folio,
1827                                 int src_nid, int dst_cpu)
1828 {
1829         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1830         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1831         int last_cpupid, this_cpupid;
1832
1833         /*
1834          * Cannot migrate to memoryless nodes.
1835          */
1836         if (!node_state(dst_nid, N_MEMORY))
1837                 return false;
1838
1839         /*
1840          * The pages in slow memory node should be migrated according
1841          * to hot/cold instead of private/shared.
1842          */
1843         if (sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING &&
1844             !node_is_toptier(src_nid)) {
1845                 struct pglist_data *pgdat;
1846                 unsigned long rate_limit;
1847                 unsigned int latency, th, def_th;
1848
1849                 pgdat = NODE_DATA(dst_nid);
1850                 if (pgdat_free_space_enough(pgdat)) {
1851                         /* workload changed, reset hot threshold */
1852                         pgdat->nbp_threshold = 0;
1853                         return true;
1854                 }
1855
1856                 def_th = sysctl_numa_balancing_hot_threshold;
1857                 rate_limit = sysctl_numa_balancing_promote_rate_limit << \
1858                         (20 - PAGE_SHIFT);
1859                 numa_promotion_adjust_threshold(pgdat, rate_limit, def_th);
1860
1861                 th = pgdat->nbp_threshold ? : def_th;
1862                 latency = numa_hint_fault_latency(folio);
1863                 if (latency >= th)
1864                         return false;
1865
1866                 return !numa_promotion_rate_limit(pgdat, rate_limit,
1867                                                   folio_nr_pages(folio));
1868         }
1869
1870         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1871         last_cpupid = folio_xchg_last_cpupid(folio, this_cpupid);
1872
1873         if (!(sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING) &&
1874             !node_is_toptier(src_nid) && !cpupid_valid(last_cpupid))
1875                 return false;
1876
1877         /*
1878          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1879          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1880          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1881          * executed below.
1882          */
1883         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1884             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1885                 return true;
1886
1887         /*
1888          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1889          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1890          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1891          *
1892          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1893          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1894          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1895          *
1896          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1897          * same result twice in a row, given these samples are fully
1898          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1899          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1900          *
1901          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1902          * act on an unlikely task<->page relation.
1903          */
1904         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1905                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1906                 return false;
1907
1908         /* Always allow migrate on private faults */
1909         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1910                 return true;
1911
1912         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1913         if (!ng)
1914                 return true;
1915
1916         /*
1917          * Destination node is much more heavily used than the source
1918          * node? Allow migration.
1919          */
1920         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1921                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1922                 return true;
1923
1924         /*
1925          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1926          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1927          *
1928          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1929          * --------------- * - > ---------------
1930          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1931          */
1932         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1933                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1934 }
1935
1936 /*
1937  * 'numa_type' describes the node at the moment of load balancing.
1938  */
1939 enum numa_type {
1940         /* The node has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
1941         node_has_spare = 0,
1942         /*
1943          * The node is fully used and the tasks don't compete for more CPU
1944          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
1945          */
1946         node_fully_busy,
1947         /*
1948          * The node is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
1949          * tasks.
1950          */
1951         node_overloaded
1952 };
1953
1954 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1955 struct numa_stats {
1956         unsigned long load;
1957         unsigned long runnable;
1958         unsigned long util;
1959         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1960         unsigned long compute_capacity;
1961         unsigned int nr_running;
1962         unsigned int weight;
1963         enum numa_type node_type;
1964         int idle_cpu;
1965 };
1966
1967 struct task_numa_env {
1968         struct task_struct *p;
1969
1970         int src_cpu, src_nid;
1971         int dst_cpu, dst_nid;
1972         int imb_numa_nr;
1973
1974         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1975
1976         int imbalance_pct;
1977         int dist;
1978
1979         struct task_struct *best_task;
1980         long best_imp;
1981         int best_cpu;
1982 };
1983
1984 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq);
1985 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq);
1986
1987 static inline enum
1988 numa_type numa_classify(unsigned int imbalance_pct,
1989                          struct numa_stats *ns)
1990 {
1991         if ((ns->nr_running > ns->weight) &&
1992             (((ns->compute_capacity * 100) < (ns->util * imbalance_pct)) ||
1993              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) < (ns->runnable * 100))))
1994                 return node_overloaded;
1995
1996         if ((ns->nr_running < ns->weight) ||
1997             (((ns->compute_capacity * 100) > (ns->util * imbalance_pct)) &&
1998              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) > (ns->runnable * 100))))
1999                 return node_has_spare;
2000
2001         return node_fully_busy;
2002 }
2003
2004 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
2005 /* Forward declarations of select_idle_sibling helpers */
2006 static inline bool test_idle_cores(int cpu);
2007 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
2008 {
2009         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present) ||
2010             idle_core >= 0 || !test_idle_cores(cpu))
2011                 return idle_core;
2012
2013         /*
2014          * Prefer cores instead of packing HT siblings
2015          * and triggering future load balancing.
2016          */
2017         if (is_core_idle(cpu))
2018                 idle_core = cpu;
2019
2020         return idle_core;
2021 }
2022 #else
2023 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
2024 {
2025         return idle_core;
2026 }
2027 #endif
2028
2029 /*
2030  * Gather all necessary information to make NUMA balancing placement
2031  * decisions that are compatible with standard load balancer. This
2032  * borrows code and logic from update_sg_lb_stats but sharing a
2033  * common implementation is impractical.
2034  */
2035 static void update_numa_stats(struct task_numa_env *env,
2036                               struct numa_stats *ns, int nid,
2037                               bool find_idle)
2038 {
2039         int cpu, idle_core = -1;
2040
2041         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
2042         ns->idle_cpu = -1;
2043
2044         rcu_read_lock();
2045         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
2046                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2047
2048                 ns->load += cpu_load(rq);
2049                 ns->runnable += cpu_runnable(rq);
2050                 ns->util += cpu_util_cfs(cpu);
2051                 ns->nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
2052                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
2053
2054                 if (find_idle && idle_core < 0 && !rq->nr_running && idle_cpu(cpu)) {
2055                         if (READ_ONCE(rq->numa_migrate_on) ||
2056                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
2057                                 continue;
2058
2059                         if (ns->idle_cpu == -1)
2060                                 ns->idle_cpu = cpu;
2061
2062                         idle_core = numa_idle_core(idle_core, cpu);
2063                 }
2064         }
2065         rcu_read_unlock();
2066
2067         ns->weight = cpumask_weight(cpumask_of_node(nid));
2068
2069         ns->node_type = numa_classify(env->imbalance_pct, ns);
2070
2071         if (idle_core >= 0)
2072                 ns->idle_cpu = idle_core;
2073 }
2074
2075 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
2076                              struct task_struct *p, long imp)
2077 {
2078         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
2079
2080         /* Check if run-queue part of active NUMA balance. */
2081         if (env->best_cpu != env->dst_cpu && xchg(&rq->numa_migrate_on, 1)) {
2082                 int cpu;
2083                 int start = env->dst_cpu;
2084
2085                 /* Find alternative idle CPU. */
2086                 for_each_cpu_wrap(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid), start + 1) {
2087                         if (cpu == env->best_cpu || !idle_cpu(cpu) ||
2088                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr)) {
2089                                 continue;
2090                         }
2091
2092                         env->dst_cpu = cpu;
2093                         rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
2094                         if (!xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
2095                                 goto assign;
2096                 }
2097
2098                 /* Failed to find an alternative idle CPU */
2099                 return;
2100         }
2101
2102 assign:
2103         /*
2104          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
2105          * found a better CPU to move/swap.
2106          */
2107         if (env->best_cpu != -1 && env->best_cpu != env->dst_cpu) {
2108                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
2109                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
2110         }
2111
2112         if (env->best_task)
2113                 put_task_struct(env->best_task);
2114         if (p)
2115                 get_task_struct(p);
2116
2117         env->best_task = p;
2118         env->best_imp = imp;
2119         env->best_cpu = env->dst_cpu;
2120 }
2121
2122 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
2123                                 struct task_numa_env *env)
2124 {
2125         long imb, old_imb;
2126         long orig_src_load, orig_dst_load;
2127         long src_capacity, dst_capacity;
2128
2129         /*
2130          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
2131          *
2132          * src_load        dst_load
2133          * ------------ vs ---------
2134          * src_capacity    dst_capacity
2135          */
2136         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
2137         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
2138
2139         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
2140
2141         orig_src_load = env->src_stats.load;
2142         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
2143
2144         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
2145
2146         /* Would this change make things worse? */
2147         return (imb > old_imb);
2148 }
2149
2150 /*
2151  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
2152  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
2153  * Used to deter task migration.
2154  */
2155 #define SMALLIMP        30
2156
2157 /*
2158  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
2159  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
2160  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
2161  * be exchanged with the source task
2162  */
2163 static bool task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
2164                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
2165 {
2166         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
2167         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
2168         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
2169         struct task_struct *cur;
2170         long src_load, dst_load;
2171         int dist = env->dist;
2172         long moveimp = imp;
2173         long load;
2174         bool stopsearch = false;
2175
2176         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
2177                 return false;
2178
2179         rcu_read_lock();
2180         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
2181         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
2182                 cur = NULL;
2183
2184         /*
2185          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
2186          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
2187          */
2188         if (cur == env->p) {
2189                 stopsearch = true;
2190                 goto unlock;
2191         }
2192
2193         if (!cur) {
2194                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
2195                         goto assign;
2196                 else
2197                         goto unlock;
2198         }
2199
2200         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu. */
2201         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
2202                 goto unlock;
2203
2204         /*
2205          * Skip this swap candidate if it is not moving to its preferred
2206          * node and the best task is.
2207          */
2208         if (env->best_task &&
2209             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
2210             cur->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
2211                 goto unlock;
2212         }
2213
2214         /*
2215          * "imp" is the fault differential for the source task between the
2216          * source and destination node. Calculate the total differential for
2217          * the source task and potential destination task. The more negative
2218          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
2219          * be incurred if the tasks were swapped.
2220          *
2221          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
2222          * in any group then look only at task weights.
2223          */
2224         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
2225         if (cur_ng == p_ng) {
2226                 /*
2227                  * Do not swap within a group or between tasks that have
2228                  * no group if there is spare capacity. Swapping does
2229                  * not address the load imbalance and helps one task at
2230                  * the cost of punishing another.
2231                  */
2232                 if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare)
2233                         goto unlock;
2234
2235                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
2236                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
2237                 /*
2238                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
2239                  * tasks within a group over tiny differences.
2240                  */
2241                 if (cur_ng)
2242                         imp -= imp / 16;
2243         } else {
2244                 /*
2245                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
2246                  * (not part of a group), use the task weight instead.
2247                  */
2248                 if (cur_ng && p_ng)
2249                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
2250                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
2251                 else
2252                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
2253                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
2254         }
2255
2256         /* Discourage picking a task already on its preferred node */
2257         if (cur->numa_preferred_nid == env->dst_nid)
2258                 imp -= imp / 16;
2259
2260         /*
2261          * Encourage picking a task that moves to its preferred node.
2262          * This potentially makes imp larger than it's maximum of
2263          * 1998 (see SMALLIMP and task_weight for why) but in this
2264          * case, it does not matter.
2265          */
2266         if (cur->numa_preferred_nid == env->src_nid)
2267                 imp += imp / 8;
2268
2269         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
2270                 imp = moveimp;
2271                 cur = NULL;
2272                 goto assign;
2273         }
2274
2275         /*
2276          * Prefer swapping with a task moving to its preferred node over a
2277          * task that is not.
2278          */
2279         if (env->best_task && cur->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
2280             env->best_task->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
2281                 goto assign;
2282         }
2283
2284         /*
2285          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
2286          * task migration might only result in ping pong
2287          * of tasks and also hurt performance due to cache
2288          * misses.
2289          */
2290         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
2291                 goto unlock;
2292
2293         /*
2294          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
2295          */
2296         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
2297         if (!load)
2298                 goto assign;
2299
2300         dst_load = env->dst_stats.load + load;
2301         src_load = env->src_stats.load - load;
2302
2303         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
2304                 goto unlock;
2305
2306 assign:
2307         /* Evaluate an idle CPU for a task numa move. */
2308         if (!cur) {
2309                 int cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
2310
2311                 /* Nothing cached so current CPU went idle since the search. */
2312                 if (cpu < 0)
2313                         cpu = env->dst_cpu;
2314
2315                 /*
2316                  * If the CPU is no longer truly idle and the previous best CPU
2317                  * is, keep using it.
2318                  */
2319                 if (!idle_cpu(cpu) && env->best_cpu >= 0 &&
2320                     idle_cpu(env->best_cpu)) {
2321                         cpu = env->best_cpu;
2322                 }
2323
2324                 env->dst_cpu = cpu;
2325         }
2326
2327         task_numa_assign(env, cur, imp);
2328
2329         /*
2330          * If a move to idle is allowed because there is capacity or load
2331          * balance improves then stop the search. While a better swap
2332          * candidate may exist, a search is not free.
2333          */
2334         if (maymove && !cur && env->best_cpu >= 0 && idle_cpu(env->best_cpu))
2335                 stopsearch = true;
2336
2337         /*
2338          * If a swap candidate must be identified and the current best task
2339          * moves its preferred node then stop the search.
2340          */
2341         if (!maymove && env->best_task &&
2342             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid) {
2343                 stopsearch = true;
2344         }
2345 unlock:
2346         rcu_read_unlock();
2347
2348         return stopsearch;
2349 }
2350
2351 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
2352                                 long taskimp, long groupimp)
2353 {
2354         bool maymove = false;
2355         int cpu;
2356
2357         /*
2358          * If dst node has spare capacity, then check if there is an
2359          * imbalance that would be overruled by the load balancer.
2360          */
2361         if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare) {
2362                 unsigned int imbalance;
2363                 int src_running, dst_running;
2364
2365                 /*
2366                  * Would movement cause an imbalance? Note that if src has
2367                  * more running tasks that the imbalance is ignored as the
2368                  * move improves the imbalance from the perspective of the
2369                  * CPU load balancer.
2370                  * */
2371                 src_running = env->src_stats.nr_running - 1;
2372                 dst_running = env->dst_stats.nr_running + 1;
2373                 imbalance = max(0, dst_running - src_running);
2374                 imbalance = adjust_numa_imbalance(imbalance, dst_running,
2375                                                   env->imb_numa_nr);
2376
2377                 /* Use idle CPU if there is no imbalance */
2378                 if (!imbalance) {
2379                         maymove = true;
2380                         if (env->dst_stats.idle_cpu >= 0) {
2381                                 env->dst_cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
2382                                 task_numa_assign(env, NULL, 0);
2383                                 return;
2384                         }
2385                 }
2386         } else {
2387                 long src_load, dst_load, load;
2388                 /*
2389                  * If the improvement from just moving env->p direction is better
2390                  * than swapping tasks around, check if a move is possible.
2391                  */
2392                 load = task_h_load(env->p);
2393                 dst_load = env->dst_stats.load + load;
2394                 src_load = env->src_stats.load - load;
2395                 maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
2396         }
2397
2398         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
2399                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
2400                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
2401                         continue;
2402
2403                 env->dst_cpu = cpu;
2404                 if (task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove))
2405                         break;
2406         }
2407 }
2408
2409 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
2410 {
2411         struct task_numa_env env = {
2412                 .p = p,
2413
2414                 .src_cpu = task_cpu(p),
2415                 .src_nid = task_node(p),
2416
2417                 .imbalance_pct = 112,
2418
2419                 .best_task = NULL,
2420                 .best_imp = 0,
2421                 .best_cpu = -1,
2422         };
2423         unsigned long taskweight, groupweight;
2424         struct sched_domain *sd;
2425         long taskimp, groupimp;
2426         struct numa_group *ng;
2427         struct rq *best_rq;
2428         int nid, ret, dist;
2429
2430         /*
2431          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
2432          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
2433          *
2434          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
2435          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
2436          * to satisfy here.
2437          */
2438         rcu_read_lock();
2439         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
2440         if (sd) {
2441                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2442                 env.imb_numa_nr = sd->imb_numa_nr;
2443         }
2444         rcu_read_unlock();
2445
2446         /*
2447          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
2448          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
2449          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
2450          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
2451          */
2452         if (unlikely(!sd)) {
2453                 sched_setnuma(p, task_node(p));
2454                 return -EINVAL;
2455         }
2456
2457         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
2458         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2459         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2460         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2461         update_numa_stats(&env, &env.src_stats, env.src_nid, false);
2462         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
2463         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
2464         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2465
2466         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
2467         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2468
2469         /*
2470          * Look at other nodes in these cases:
2471          * - there is no space available on the preferred_nid
2472          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
2473          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
2474          *   we need to check other locations.
2475          */
2476         ng = deref_curr_numa_group(p);
2477         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
2478                 for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2479                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
2480                                 continue;
2481
2482                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2483                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
2484                                                 dist != env.dist) {
2485                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2486                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2487                         }
2488
2489                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
2490                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
2491                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
2492                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
2493                                 continue;
2494
2495                         env.dist = dist;
2496                         env.dst_nid = nid;
2497                         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2498                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2499                 }
2500         }
2501
2502         /*
2503          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
2504          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
2505          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
2506          * settle down.
2507          * A task that migrated to a second choice node will be better off
2508          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
2509          */
2510         if (ng) {
2511                 if (env.best_cpu == -1)
2512                         nid = env.src_nid;
2513                 else
2514                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
2515
2516                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
2517                         sched_setnuma(p, nid);
2518         }
2519
2520         /* No better CPU than the current one was found. */
2521         if (env.best_cpu == -1) {
2522                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, -1);
2523                 return -EAGAIN;
2524         }
2525
2526         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
2527         if (env.best_task == NULL) {
2528                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
2529                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2530                 if (ret != 0)
2531                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, env.best_cpu);
2532                 return ret;
2533         }
2534
2535         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
2536         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2537
2538         if (ret != 0)
2539                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_task, env.best_cpu);
2540         put_task_struct(env.best_task);
2541         return ret;
2542 }
2543
2544 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
2545 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
2546 {
2547         unsigned long interval = HZ;
2548
2549         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
2550         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
2551                 return;
2552
2553         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
2554         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
2555         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
2556
2557         /* Success if task is already running on preferred CPU */
2558         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
2559                 return;
2560
2561         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
2562         task_numa_migrate(p);
2563 }
2564
2565 /*
2566  * Find out how many nodes the workload is actively running on. Do this by
2567  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
2568  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
2569  * located.
2570  */
2571 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
2572 {
2573         unsigned long faults, max_faults = 0;
2574         int nid, active_nodes = 0;
2575
2576         for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2577                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2578                 if (faults > max_faults)
2579                         max_faults = faults;
2580         }
2581
2582         for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2583                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2584                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
2585                         active_nodes++;
2586         }
2587
2588         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
2589         numa_group->active_nodes = active_nodes;
2590 }
2591
2592 /*
2593  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
2594  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
2595  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
2596  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
2597  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
2598  */
2599 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
2600 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
2601
2602 /*
2603  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
2604  * our memory is already on our local node, or if the majority of
2605  * the page accesses are shared with other processes.
2606  * Otherwise, decrease the scan period.
2607  */
2608 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
2609                         unsigned long shared, unsigned long private)
2610 {
2611         unsigned int period_slot;
2612         int lr_ratio, ps_ratio;
2613         int diff;
2614
2615         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
2616         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
2617
2618         /*
2619          * If there were no record hinting faults then either the task is
2620          * completely idle or all activity is in areas that are not of interest
2621          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
2622          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
2623          * node is overloaded. In either case, scan slower
2624          */
2625         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
2626                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
2627                         p->numa_scan_period << 1);
2628
2629                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
2630                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2631
2632                 return;
2633         }
2634
2635         /*
2636          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
2637          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
2638          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
2639          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
2640          */
2641         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
2642         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
2643         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
2644
2645         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2646                 /*
2647                  * Most memory accesses are local. There is no need to
2648                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
2649                  */
2650                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2651                 if (!slot)
2652                         slot = 1;
2653                 diff = slot * period_slot;
2654         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2655                 /*
2656                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
2657                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
2658                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
2659                  */
2660                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2661                 if (!slot)
2662                         slot = 1;
2663                 diff = slot * period_slot;
2664         } else {
2665                 /*
2666                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
2667                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
2668                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
2669                  */
2670                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2671                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2672         }
2673
2674         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2675                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2676         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2677 }
2678
2679 /*
2680  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2681  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2682  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2683  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2684  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2685  */
2686 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2687 {
2688         u64 runtime, delta, now;
2689         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2690         now = p->se.exec_start;
2691         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2692
2693         if (p->last_task_numa_placement) {
2694                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2695                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2696
2697                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2698                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2699                         *period = 0;
2700         } else {
2701                 delta = p->se.avg.load_sum;
2702                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2703         }
2704
2705         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2706         p->last_task_numa_placement = now;
2707
2708         return delta;
2709 }
2710
2711 /*
2712  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2713  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2714  * otherwise workloads might not converge.
2715  */
2716 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2717 {
2718         nodemask_t nodes;
2719         int dist;
2720
2721         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2722         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2723                 return nid;
2724
2725         /*
2726          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2727          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2728          * both the node itself, and on nearby nodes.
2729          */
2730         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2731                 unsigned long score, max_score = 0;
2732                 int node, max_node = nid;
2733
2734                 dist = sched_max_numa_distance;
2735
2736                 for_each_node_state(node, N_CPU) {
2737                         score = group_weight(p, node, dist);
2738                         if (score > max_score) {
2739                                 max_score = score;
2740                                 max_node = node;
2741                         }
2742                 }
2743                 return max_node;
2744         }
2745
2746         /*
2747          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2748          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2749          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2750          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2751          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2752          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2753          * keep the complexity of the search down.
2754          */
2755         nodes = node_states[N_CPU];
2756         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2757                 unsigned long max_faults = 0;
2758                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2759                 int a, b;
2760
2761                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2762                 if (!find_numa_distance(dist))
2763                         continue;
2764
2765                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2766                         unsigned long faults = 0;
2767                         nodemask_t this_group;
2768                         nodes_clear(this_group);
2769
2770                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2771                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2772                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2773                                         faults += group_faults(p, b);
2774                                         node_set(b, this_group);
2775                                         node_clear(b, nodes);
2776                                 }
2777                         }
2778
2779                         /* Remember the top group. */
2780                         if (faults > max_faults) {
2781                                 max_faults = faults;
2782                                 max_group = this_group;
2783                                 /*
2784                                  * subtle: at the smallest distance there is
2785                                  * just one node left in each "group", the
2786                                  * winner is the preferred nid.
2787                                  */
2788                                 nid = a;
2789                         }
2790                 }
2791                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2792                 if (!max_faults)
2793                         break;
2794                 nodes = max_group;
2795         }
2796         return nid;
2797 }
2798
2799 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2800 {
2801         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2802         unsigned long max_faults = 0;
2803         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2804         unsigned long total_faults;
2805         u64 runtime, period;
2806         spinlock_t *group_lock = NULL;
2807         struct numa_group *ng;
2808
2809         /*
2810          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2811          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2812          * that the field is read in a single access:
2813          */
2814         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2815         if (p->numa_scan_seq == seq)
2816                 return;
2817         p->numa_scan_seq = seq;
2818         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2819
2820         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2821                        p->numa_faults_locality[1];
2822         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2823
2824         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2825         ng = deref_curr_numa_group(p);
2826         if (ng) {
2827                 group_lock = &ng->lock;
2828                 spin_lock_irq(group_lock);
2829         }
2830
2831         /* Find the node with the highest number of faults */
2832         for_each_online_node(nid) {
2833                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2834                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2835                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2836                 int priv;
2837
2838                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2839                         long diff, f_diff, f_weight;
2840
2841                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2842                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2843                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2844                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2845
2846                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2847                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2848                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2849                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2850
2851                         /*
2852                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2853                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2854                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2855                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2856                          * faults are less important.
2857                          */
2858                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2859                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2860                                    (total_faults + 1);
2861                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2862                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2863
2864                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2865                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2866                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2867                         p->total_numa_faults += diff;
2868                         if (ng) {
2869                                 /*
2870                                  * safe because we can only change our own group
2871                                  *
2872                                  * mem_idx represents the offset for a given
2873                                  * nid and priv in a specific region because it
2874                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2875                                  */
2876                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2877                                 ng->faults[cpu_idx] += f_diff;
2878                                 ng->total_faults += diff;
2879                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2880                         }
2881                 }
2882
2883                 if (!ng) {
2884                         if (faults > max_faults) {
2885                                 max_faults = faults;
2886                                 max_nid = nid;
2887                         }
2888                 } else if (group_faults > max_faults) {
2889                         max_faults = group_faults;
2890                         max_nid = nid;
2891                 }
2892         }
2893
2894         /* Cannot migrate task to CPU-less node */
2895         max_nid = numa_nearest_node(max_nid, N_CPU);
2896
2897         if (ng) {
2898                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2899                 spin_unlock_irq(group_lock);
2900                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2901         }
2902
2903         if (max_faults) {
2904                 /* Set the new preferred node */
2905                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2906                         sched_setnuma(p, max_nid);
2907         }
2908
2909         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2910 }
2911
2912 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2913 {
2914         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2915 }
2916
2917 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2918 {
2919         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2920                 kfree_rcu(grp, rcu);
2921 }
2922
2923 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2924                         int *priv)
2925 {
2926         struct numa_group *grp, *my_grp;
2927         struct task_struct *tsk;
2928         bool join = false;
2929         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2930         int i;
2931
2932         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2933                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2934                                     NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS *
2935                                     nr_node_ids * sizeof(unsigned long);
2936
2937                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2938                 if (!grp)
2939                         return;
2940
2941                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2942                 grp->active_nodes = 1;
2943                 grp->max_faults_cpu = 0;
2944                 spin_lock_init(&grp->lock);
2945                 grp->gid = p->pid;
2946
2947                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2948                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2949
2950                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2951
2952                 grp->nr_tasks++;
2953                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2954         }
2955
2956         rcu_read_lock();
2957         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2958
2959         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2960                 goto no_join;
2961
2962         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2963         if (!grp)
2964                 goto no_join;
2965
2966         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2967         if (grp == my_grp)
2968                 goto no_join;
2969
2970         /*
2971          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2972          * the other task will join us.
2973          */
2974         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2975                 goto no_join;
2976
2977         /*
2978          * Tie-break on the grp address.
2979          */
2980         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2981                 goto no_join;
2982
2983         /* Always join threads in the same process. */
2984         if (tsk->mm == current->mm)
2985                 join = true;
2986
2987         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2988         if (flags & TNF_SHARED)
2989                 join = true;
2990
2991         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2992         *priv = !join;
2993
2994         if (join && !get_numa_group(grp))
2995                 goto no_join;
2996
2997         rcu_read_unlock();
2998
2999         if (!join)
3000                 return;
3001
3002         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
3003         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
3004
3005         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
3006                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
3007                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
3008         }
3009         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
3010         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
3011
3012         my_grp->nr_tasks--;
3013         grp->nr_tasks++;
3014
3015         spin_unlock(&my_grp->lock);
3016         spin_unlock_irq(&grp->lock);
3017
3018         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
3019
3020         put_numa_group(my_grp);
3021         return;
3022
3023 no_join:
3024         rcu_read_unlock();
3025         return;
3026 }
3027
3028 /*
3029  * Get rid of NUMA statistics associated with a task (either current or dead).
3030  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
3031  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
3032  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
3033  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
3034  */
3035 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
3036 {
3037         /* safe: p either is current or is being freed by current */
3038         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
3039         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
3040         unsigned long flags;
3041         int i;
3042
3043         if (!numa_faults)
3044                 return;
3045
3046         if (grp) {
3047                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
3048                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
3049                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
3050                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
3051
3052                 grp->nr_tasks--;
3053                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
3054                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
3055                 put_numa_group(grp);
3056         }
3057
3058         if (final) {
3059                 p->numa_faults = NULL;
3060                 kfree(numa_faults);
3061         } else {
3062                 p->total_numa_faults = 0;
3063                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
3064                         numa_faults[i] = 0;
3065         }
3066 }
3067
3068 /*
3069  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
3070  */
3071 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
3072 {
3073         struct task_struct *p = current;
3074         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
3075         int cpu_node = task_node(current);
3076         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
3077         struct numa_group *ng;
3078         int priv;
3079
3080         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
3081                 return;
3082
3083         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
3084         if (!p->mm)
3085                 return;
3086
3087         /*
3088          * NUMA faults statistics are unnecessary for the slow memory
3089          * node for memory tiering mode.
3090          */
3091         if (!node_is_toptier(mem_node) &&
3092             (sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING ||
3093              !cpupid_valid(last_cpupid)))
3094                 return;
3095
3096         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
3097         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
3098                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
3099                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
3100
3101                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
3102                 if (!p->numa_faults)
3103                         return;
3104
3105                 p->total_numa_faults = 0;
3106                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
3107         }
3108
3109         /*
3110          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
3111          * to be private if the accessing pid has not changed
3112          */
3113         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
3114                 priv = 1;
3115         } else {
3116                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
3117                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
3118                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
3119         }
3120
3121         /*
3122          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
3123          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
3124          * actively using should be counted as local. This allows the
3125          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
3126          */
3127         ng = deref_curr_numa_group(p);
3128         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
3129                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
3130                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
3131                 local = 1;
3132
3133         /*
3134          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
3135          * previously failed, or the scheduler moved us.
3136          */
3137         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
3138                 task_numa_placement(p);
3139                 numa_migrate_preferred(p);
3140         }
3141
3142         if (migrated)
3143                 p->numa_pages_migrated += pages;
3144         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
3145                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
3146
3147         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
3148         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
3149         p->numa_faults_locality[local] += pages;
3150 }
3151
3152 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
3153 {
3154         /*
3155          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
3156          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
3157          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
3158          * much of an issue though, since this is just used for
3159          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
3160          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
3161          */
3162         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
3163         p->mm->numa_scan_offset = 0;
3164 }
3165
3166 static bool vma_is_accessed(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma)
3167 {
3168         unsigned long pids;
3169         /*
3170          * Allow unconditional access first two times, so that all the (pages)
3171          * of VMAs get prot_none fault introduced irrespective of accesses.
3172          * This is also done to avoid any side effect of task scanning
3173          * amplifying the unfairness of disjoint set of VMAs' access.
3174          */
3175         if ((READ_ONCE(current->mm->numa_scan_seq) - vma->numab_state->start_scan_seq) < 2)
3176                 return true;
3177
3178         pids = vma->numab_state->pids_active[0] | vma->numab_state->pids_active[1];
3179         if (test_bit(hash_32(current->pid, ilog2(BITS_PER_LONG)), &pids))
3180                 return true;
3181
3182         /*
3183          * Complete a scan that has already started regardless of PID access, or
3184          * some VMAs may never be scanned in multi-threaded applications:
3185          */
3186         if (mm->numa_scan_offset > vma->vm_start) {
3187                 trace_sched_skip_vma_numa(mm, vma, NUMAB_SKIP_IGNORE_PID);
3188                 return true;
3189         }
3190
3191         return false;
3192 }
3193
3194 #define VMA_PID_RESET_PERIOD (4 * sysctl_numa_balancing_scan_delay)
3195
3196 /*
3197  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
3198  * Triggered from task_tick_numa().
3199  */
3200 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
3201 {
3202         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
3203         struct task_struct *p = current;
3204         struct mm_struct *mm = p->mm;
3205         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
3206         struct vm_area_struct *vma;
3207         unsigned long start, end;
3208         unsigned long nr_pte_updates = 0;
3209         long pages, virtpages;
3210         struct vma_iterator vmi;
3211         bool vma_pids_skipped;
3212         bool vma_pids_forced = false;
3213
3214         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
3215
3216         work->next = work;
3217         /*
3218          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
3219          *
3220          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
3221          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
3222          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
3223          * work.
3224          */
3225         if (p->flags & PF_EXITING)
3226                 return;
3227
3228         if (!mm->numa_next_scan) {
3229                 mm->numa_next_scan = now +
3230                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
3231         }
3232
3233         /*
3234          * Enforce maximal scan/migration frequency..
3235          */
3236         migrate = mm->numa_next_scan;
3237         if (time_before(now, migrate))
3238                 return;
3239
3240         if (p->numa_scan_period == 0) {
3241                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
3242                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
3243         }
3244
3245         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
3246         if (!try_cmpxchg(&mm->numa_next_scan, &migrate, next_scan))
3247                 return;
3248
3249         /*
3250          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
3251          * the next time around.
3252          */
3253         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
3254
3255         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
3256         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
3257         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
3258         if (!pages)
3259                 return;
3260
3261
3262         if (!mmap_read_trylock(mm))
3263                 return;
3264
3265         /*
3266          * VMAs are skipped if the current PID has not trapped a fault within
3267          * the VMA recently. Allow scanning to be forced if there is no
3268          * suitable VMA remaining.
3269          */
3270         vma_pids_skipped = false;
3271
3272 retry_pids:
3273         start = mm->numa_scan_offset;
3274         vma_iter_init(&vmi, mm, start);
3275         vma = vma_next(&vmi);
3276         if (!vma) {
3277                 reset_ptenuma_scan(p);
3278                 start = 0;
3279                 vma_iter_set(&vmi, start);
3280                 vma = vma_next(&vmi);
3281         }
3282
3283         do {
3284                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
3285                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
3286                         trace_sched_skip_vma_numa(mm, vma, NUMAB_SKIP_UNSUITABLE);
3287                         continue;
3288                 }
3289
3290                 /*
3291                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
3292                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
3293                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vDSO
3294                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
3295                  */
3296                 if (!vma->vm_mm ||
3297                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ))) {
3298                         trace_sched_skip_vma_numa(mm, vma, NUMAB_SKIP_SHARED_RO);
3299                         continue;
3300                 }
3301
3302                 /*
3303                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
3304                  * PROT_NONE and NUMA hinting PTEs
3305                  */
3306                 if (!vma_is_accessible(vma)) {
3307                         trace_sched_skip_vma_numa(mm, vma, NUMAB_SKIP_INACCESSIBLE);
3308                         continue;
3309                 }
3310
3311                 /* Initialise new per-VMA NUMAB state. */
3312                 if (!vma->numab_state) {
3313                         vma->numab_state = kzalloc(sizeof(struct vma_numab_state),
3314                                 GFP_KERNEL);
3315                         if (!vma->numab_state)
3316                                 continue;
3317
3318                         vma->numab_state->start_scan_seq = mm->numa_scan_seq;
3319
3320                         vma->numab_state->next_scan = now +
3321                                 msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
3322
3323                         /* Reset happens after 4 times scan delay of scan start */
3324                         vma->numab_state->pids_active_reset =  vma->numab_state->next_scan +
3325                                 msecs_to_jiffies(VMA_PID_RESET_PERIOD);
3326
3327                         /*
3328                          * Ensure prev_scan_seq does not match numa_scan_seq,
3329                          * to prevent VMAs being skipped prematurely on the
3330                          * first scan:
3331                          */
3332                          vma->numab_state->prev_scan_seq = mm->numa_scan_seq - 1;
3333                 }
3334
3335                 /*
3336                  * Scanning the VMAs of short lived tasks add more overhead. So
3337                  * delay the scan for new VMAs.
3338                  */
3339                 if (mm->numa_scan_seq && time_before(jiffies,
3340                                                 vma->numab_state->next_scan)) {
3341                         trace_sched_skip_vma_numa(mm, vma, NUMAB_SKIP_SCAN_DELAY);
3342                         continue;
3343                 }
3344
3345                 /* RESET access PIDs regularly for old VMAs. */
3346                 if (mm->numa_scan_seq &&
3347                                 time_after(jiffies, vma->numab_state->pids_active_reset)) {
3348                         vma->numab_state->pids_active_reset = vma->numab_state->pids_active_reset +
3349                                 msecs_to_jiffies(VMA_PID_RESET_PERIOD);
3350                         vma->numab_state->pids_active[0] = READ_ONCE(vma->numab_state->pids_active[1]);
3351                         vma->numab_state->pids_active[1] = 0;
3352                 }
3353
3354                 /* Do not rescan VMAs twice within the same sequence. */
3355                 if (vma->numab_state->prev_scan_seq == mm->numa_scan_seq) {
3356                         mm->numa_scan_offset = vma->vm_end;
3357                         trace_sched_skip_vma_numa(mm, vma, NUMAB_SKIP_SEQ_COMPLETED);
3358                         continue;
3359                 }
3360
3361                 /*
3362                  * Do not scan the VMA if task has not accessed it, unless no other
3363                  * VMA candidate exists.
3364                  */
3365                 if (!vma_pids_forced && !vma_is_accessed(mm, vma)) {
3366                         vma_pids_skipped = true;
3367                         trace_sched_skip_vma_numa(mm, vma, NUMAB_SKIP_PID_INACTIVE);
3368                         continue;
3369                 }
3370
3371                 do {
3372                         start = max(start, vma->vm_start);
3373                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
3374                         end = min(end, vma->vm_end);
3375                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
3376
3377                         /*
3378                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
3379                          * hpages that have at least one present PTE that
3380                          * is not already PTE-numa. If the VMA contains
3381                          * areas that are unused or already full of prot_numa
3382                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
3383                          * areas faster.
3384                          */
3385                         if (nr_pte_updates)
3386                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
3387                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
3388
3389                         start = end;
3390                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
3391                                 goto out;
3392
3393                         cond_resched();
3394                 } while (end != vma->vm_end);
3395
3396                 /* VMA scan is complete, do not scan until next sequence. */
3397                 vma->numab_state->prev_scan_seq = mm->numa_scan_seq;
3398
3399                 /*
3400                  * Only force scan within one VMA at a time, to limit the
3401                  * cost of scanning a potentially uninteresting VMA.
3402                  */
3403                 if (vma_pids_forced)
3404                         break;
3405         } for_each_vma(vmi, vma);
3406
3407         /*
3408          * If no VMAs are remaining and VMAs were skipped due to the PID
3409          * not accessing the VMA previously, then force a scan to ensure
3410          * forward progress:
3411          */
3412         if (!vma && !vma_pids_forced && vma_pids_skipped) {
3413                 vma_pids_forced = true;
3414                 goto retry_pids;
3415         }
3416
3417 out:
3418         /*
3419          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
3420          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
3421          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
3422          * scanner to the start so check it now.
3423          */
3424         if (vma)
3425                 mm->numa_scan_offset = start;
3426         else
3427                 reset_ptenuma_scan(p);
3428         mmap_read_unlock(mm);
3429
3430         /*
3431          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
3432          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
3433          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
3434          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
3435          */
3436         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
3437                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
3438                 p->node_stamp += 32 * diff;
3439         }
3440 }
3441
3442 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3443 {
3444         int mm_users = 0;
3445         struct mm_struct *mm = p->mm;
3446
3447         if (mm) {
3448                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
3449                 if (mm_users == 1) {
3450                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
3451                         mm->numa_scan_seq = 0;
3452                 }
3453         }
3454         p->node_stamp                   = 0;
3455         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
3456         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
3457         p->numa_migrate_retry           = 0;
3458         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
3459         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
3460         p->numa_faults                  = NULL;
3461         p->numa_pages_migrated          = 0;
3462         p->total_numa_faults            = 0;
3463         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
3464         p->last_task_numa_placement     = 0;
3465         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
3466
3467         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
3468
3469         /* New address space, reset the preferred nid */
3470         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
3471                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
3472                 return;
3473         }
3474
3475         /*
3476          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
3477          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
3478          */
3479         if (mm) {
3480                 unsigned int delay;
3481
3482                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
3483                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
3484                 delay += 2 * TICK_NSEC;
3485                 p->node_stamp = delay;
3486         }
3487 }
3488
3489 /*
3490  * Drive the periodic memory faults..
3491  */
3492 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
3493 {
3494         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
3495         u64 period, now;
3496
3497         /*
3498          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
3499          */
3500         if (!curr->mm || (curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) || work->next != work)
3501                 return;
3502
3503         /*
3504          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
3505          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
3506          * task needs to have done some actual work before we bother with
3507          * NUMA placement.
3508          */
3509         now = curr->se.sum_exec_runtime;
3510         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
3511
3512         if (now > curr->node_stamp + period) {
3513                 if (!curr->node_stamp)
3514                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
3515                 curr->node_stamp += period;
3516
3517                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
3518                         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
3519         }
3520 }
3521
3522 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
3523 {
3524         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
3525         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
3526
3527         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
3528                 return;
3529
3530         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
3531                 return;
3532
3533         if (src_nid == dst_nid)
3534                 return;
3535
3536         /*
3537          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
3538          * has completed. This is most likely due to a new task that
3539          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
3540          */
3541         if (p->numa_scan_seq) {
3542                 /*
3543                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
3544                  * node or if the task was not previously running on
3545                  * the preferred node.
3546                  */
3547                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
3548                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
3549                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
3550                         return;
3551         }
3552
3553         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
3554 }
3555
3556 #else
3557 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
3558 {
3559 }
3560
3561 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3562 {
3563 }
3564
3565 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3566 {
3567 }
3568
3569 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
3570 {
3571 }
3572
3573 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3574
3575 static void
3576 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3577 {
3578         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3579 #ifdef CONFIG_SMP
3580         if (entity_is_task(se)) {
3581                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3582
3583                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
3584                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
3585         }
3586 #endif
3587         cfs_rq->nr_running++;
3588         if (se_is_idle(se))
3589                 cfs_rq->idle_nr_running++;
3590 }
3591
3592 static void
3593 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3594 {
3595         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3596 #ifdef CONFIG_SMP
3597         if (entity_is_task(se)) {
3598                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
3599                 list_del_init(&se->group_node);
3600         }
3601 #endif
3602         cfs_rq->nr_running--;
3603         if (se_is_idle(se))
3604                 cfs_rq->idle_nr_running--;
3605 }
3606
3607 /*
3608  * Signed add and clamp on underflow.
3609  *
3610  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3611  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3612  * values.
3613  */
3614 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
3615         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3616         typeof(_val) val = (_val);                              \
3617         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3618                                                                 \
3619         res = var + val;                                        \
3620                                                                 \
3621         if (val < 0 && res > var)                               \
3622                 res = 0;                                        \
3623                                                                 \
3624         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3625 } while (0)
3626
3627 /*
3628  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3629  *
3630  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3631  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3632  * values.
3633  */
3634 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3635         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3636         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3637         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3638         res = var - val;                                        \
3639         if (res > var)                                          \
3640                 res = 0;                                        \
3641         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3642 } while (0)
3643
3644 /*
3645  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
3646  *
3647  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
3648  * and is thus optimized for local variable updates.
3649  */
3650 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
3651         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3652         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
3653 } while (0)
3654
3655 #ifdef CONFIG_SMP
3656 static inline void
3657 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3658 {
3659         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3660         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3661 }
3662
3663 static inline void
3664 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3665 {
3666         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3667         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
3668         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3669         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.load_sum,
3670                                           cfs_rq->avg.load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3671 }
3672 #else
3673 static inline void
3674 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3675 static inline void
3676 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3677 #endif
3678
3679 static void reweight_eevdf(struct sched_entity *se, u64 avruntime,
3680                            unsigned long weight)
3681 {
3682         unsigned long old_weight = se->load.weight;
3683         s64 vlag, vslice;
3684
3685         /*
3686          * VRUNTIME
3687          * --------
3688          *
3689          * COROLLARY #1: The virtual runtime of the entity needs to be
3690          * adjusted if re-weight at !0-lag point.
3691          *
3692          * Proof: For contradiction assume this is not true, so we can
3693          * re-weight without changing vruntime at !0-lag point.
3694          *
3695          *             Weight   VRuntime   Avg-VRuntime
3696          *     before    w          v            V
3697          *      after    w'         v'           V'
3698          *
3699          * Since lag needs to be preserved through re-weight:
3700          *
3701          *      lag = (V - v)*w = (V'- v')*w', where v = v'
3702          *      ==>     V' = (V - v)*w/w' + v           (1)
3703          *
3704          * Let W be the total weight of the entities before reweight,
3705          * since V' is the new weighted average of entities:
3706          *
3707          *      V' = (WV + w'v - wv) / (W + w' - w)     (2)
3708          *
3709          * by using (1) & (2) we obtain:
3710          *
3711          *      (WV + w'v - wv) / (W + w' - w) = (V - v)*w/w' + v
3712          *      ==> (WV-Wv+Wv+w'v-wv)/(W+w'-w) = (V - v)*w/w' + v
3713          *      ==> (WV - Wv)/(W + w' - w) + v = (V - v)*w/w' + v
3714          *      ==>     (V - v)*W/(W + w' - w) = (V - v)*w/w' (3)
3715          *
3716          * Since we are doing at !0-lag point which means V != v, we
3717          * can simplify (3):
3718          *
3719          *      ==>     W / (W + w' - w) = w / w'
3720          *      ==>     Ww' = Ww + ww' - ww
3721          *      ==>     W * (w' - w) = w * (w' - w)
3722          *      ==>     W = w   (re-weight indicates w' != w)
3723          *
3724          * So the cfs_rq contains only one entity, hence vruntime of
3725          * the entity @v should always equal to the cfs_rq's weighted
3726          * average vruntime @V, which means we will always re-weight
3727          * at 0-lag point, thus breach assumption. Proof completed.
3728          *
3729          *
3730          * COROLLARY #2: Re-weight does NOT affect weighted average
3731          * vruntime of all the entities.
3732          *
3733          * Proof: According to corollary #1, Eq. (1) should be:
3734          *
3735          *      (V - v)*w = (V' - v')*w'
3736          *      ==>    v' = V' - (V - v)*w/w'           (4)
3737          *
3738          * According to the weighted average formula, we have:
3739          *
3740          *      V' = (WV - wv + w'v') / (W - w + w')
3741          *         = (WV - wv + w'(V' - (V - v)w/w')) / (W - w + w')
3742          *         = (WV - wv + w'V' - Vw + wv) / (W - w + w')
3743          *         = (WV + w'V' - Vw) / (W - w + w')
3744          *
3745          *      ==>  V'*(W - w + w') = WV + w'V' - Vw
3746          *      ==>     V' * (W - w) = (W - w) * V      (5)
3747          *
3748          * If the entity is the only one in the cfs_rq, then reweight
3749          * always occurs at 0-lag point, so V won't change. Or else
3750          * there are other entities, hence W != w, then Eq. (5) turns
3751          * into V' = V. So V won't change in either case, proof done.
3752          *
3753          *
3754          * So according to corollary #1 & #2, the effect of re-weight
3755          * on vruntime should be:
3756          *
3757          *      v' = V' - (V - v) * w / w'              (4)
3758          *         = V  - (V - v) * w / w'
3759          *         = V  - vl * w / w'
3760          *         = V  - vl'
3761          */
3762         if (avruntime != se->vruntime) {
3763                 vlag = entity_lag(avruntime, se);
3764                 vlag = div_s64(vlag * old_weight, weight);
3765                 se->vruntime = avruntime - vlag;
3766         }
3767
3768         /*
3769          * DEADLINE
3770          * --------
3771          *
3772          * When the weight changes, the virtual time slope changes and
3773          * we should adjust the relative virtual deadline accordingly.
3774          *
3775          *      d' = v' + (d - v)*w/w'
3776          *         = V' - (V - v)*w/w' + (d - v)*w/w'
3777          *         = V  - (V - v)*w/w' + (d - v)*w/w'
3778          *         = V  + (d - V)*w/w'
3779          */
3780         vslice = (s64)(se->deadline - avruntime);
3781         vslice = div_s64(vslice * old_weight, weight);
3782         se->deadline = avruntime + vslice;
3783 }
3784
3785 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
3786                             unsigned long weight)
3787 {
3788         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3789         u64 avruntime;
3790
3791         if (se->on_rq) {
3792                 /* commit outstanding execution time */
3793                 update_curr(cfs_rq);
3794                 avruntime = avg_vruntime(cfs_rq);
3795                 if (!curr)
3796                         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3797                 update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3798         }
3799         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3800
3801         if (se->on_rq) {
3802                 reweight_eevdf(se, avruntime, weight);
3803         } else {
3804                 /*
3805                  * Because we keep se->vlag = V - v_i, while: lag_i = w_i*(V - v_i),
3806                  * we need to scale se->vlag when w_i changes.
3807                  */
3808                 se->vlag = div_s64(se->vlag * se->load.weight, weight);
3809         }
3810
3811         update_load_set(&se->load, weight);
3812
3813 #ifdef CONFIG_SMP
3814         do {
3815                 u32 divider = get_pelt_divider(&se->avg);
3816
3817                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
3818         } while (0);
3819 #endif
3820
3821         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3822         if (se->on_rq) {
3823                 update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3824                 if (!curr)
3825                         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3826
3827                 /*
3828                  * The entity's vruntime has been adjusted, so let's check
3829                  * whether the rq-wide min_vruntime needs updated too. Since
3830                  * the calculations above require stable min_vruntime rather
3831                  * than up-to-date one, we do the update at the end of the
3832                  * reweight process.
3833                  */
3834                 update_min_vruntime(cfs_rq);
3835         }
3836 }
3837
3838 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
3839 {
3840         struct sched_entity *se = &p->se;
3841         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3842         struct load_weight *load = &se->load;
3843         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
3844
3845         reweight_entity(cfs_rq, se, weight);
3846         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
3847 }
3848
3849 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3850
3851 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3852 #ifdef CONFIG_SMP
3853 /*
3854  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
3855  * global sum we all love to hate.
3856  *
3857  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
3858  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
3859  *
3860  *                     tg->weight * grq->load.weight
3861  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
3862  *                       \Sum grq->load.weight
3863  *
3864  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
3865  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
3866  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
3867  *
3868  * So instead of the above, we substitute:
3869  *
3870  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
3871  *
3872  * which yields the following:
3873  *
3874  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
3875  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
3876  *                             tg->load_avg
3877  *
3878  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
3879  *
3880  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
3881  *
3882  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
3883  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
3884  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
3885  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
3886  * yielding bad latency etc..
3887  *
3888  * Now, in that special case (1) reduces to:
3889  *
3890  *                     tg->weight * grq->load.weight
3891  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
3892  *                         grp->load.weight
3893  *
3894  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
3895  *
3896  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
3897  * UP case, like:
3898  *
3899  *   ge->load.weight =
3900  *
3901  *              tg->weight * grq->load.weight
3902  *     ---------------------------------------------------         (5)
3903  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
3904  *
3905  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
3906  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
3907  *
3908  *
3909  *                     tg->weight * grq->load.weight
3910  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
3911  *                             tg_load_avg'
3912  *
3913  * Where:
3914  *
3915  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
3916  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
3917  *
3918  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
3919  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
3920  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
3921  *
3922  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
3923  *
3924  * hence icky!
3925  */
3926 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
3927 {
3928         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3929         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3930
3931         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3932
3933         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3934
3935         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3936
3937         /* Ensure tg_weight >= load */
3938         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3939         tg_weight += load;
3940
3941         shares = (tg_shares * load);
3942         if (tg_weight)
3943                 shares /= tg_weight;
3944
3945         /*
3946          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3947          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3948          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3949          * the group on a CPU.
3950          *
3951          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3952          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3953          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3954          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3955          * instead of 0.
3956          */
3957         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3958 }
3959 #endif /* CONFIG_SMP */
3960
3961 /*
3962  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3963  * runqueue.
3964  */
3965 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3966 {
3967         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3968         long shares;
3969
3970         if (!gcfs_rq)
3971                 return;
3972
3973         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3974                 return;
3975
3976 #ifndef CONFIG_SMP
3977         shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3978 #else
3979         shares = calc_group_shares(gcfs_rq);
3980 #endif
3981         if (unlikely(se->load.weight != shares))
3982                 reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
3983 }
3984
3985 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3986 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3987 {
3988 }
3989 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3990
3991 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3992 {
3993         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3994
3995         if (&rq->cfs == cfs_rq) {
3996                 /*
3997                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3998                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3999                  * a real problem.
4000                  *
4001                  * It will not get called when we go idle, because the idle
4002                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
4003                  * number include things like RT tasks.
4004                  *
4005                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
4006                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
4007                  *
4008                  * See cpu_util_cfs().
4009                  */
4010                 cpufreq_update_util(rq, flags);
4011         }
4012 }
4013
4014 #ifdef CONFIG_SMP
4015 static inline bool load_avg_is_decayed(struct sched_avg *sa)
4016 {
4017         if (sa->load_sum)
4018                 return false;
4019
4020         if (sa->util_sum)
4021                 return false;
4022
4023         if (sa->runnable_sum)
4024                 return false;
4025
4026         /*
4027          * _avg must be null when _sum are null because _avg = _sum / divider
4028          * Make sure that rounding and/or propagation of PELT values never
4029          * break this.
4030          */
4031         SCHED_WARN_ON(sa->load_avg ||
4032                       sa->util_avg ||
4033                       sa->runnable_avg);
4034
4035         return true;
4036 }
4037
4038 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
4039 {
4040         return u64_u32_load_copy(cfs_rq->avg.last_update_time,
4041                                  cfs_rq->last_update_time_copy);
4042 }
4043 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4044 /*
4045  * Because list_add_leaf_cfs_rq always places a child cfs_rq on the list
4046  * immediately before a parent cfs_rq, and cfs_rqs are removed from the list
4047  * bottom-up, we only have to test whether the cfs_rq before us on the list
4048  * is our child.
4049  * If cfs_rq is not on the list, test whether a child needs its to be added to
4050  * connect a branch to the tree  * (see list_add_leaf_cfs_rq() for details).
4051  */
4052 static inline bool child_cfs_rq_on_list(struct cfs_rq *cfs_rq)
4053 {
4054         struct cfs_rq *prev_cfs_rq;
4055         struct list_head *prev;
4056
4057         if (cfs_rq->on_list) {
4058                 prev = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
4059         } else {
4060                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4061
4062                 prev = rq->tmp_alone_branch;
4063         }
4064
4065         prev_cfs_rq = container_of(prev, struct cfs_rq, leaf_cfs_rq_list);
4066
4067         return (prev_cfs_rq->tg->parent == cfs_rq->tg);
4068 }
4069
4070 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
4071 {
4072         if (cfs_rq->load.weight)
4073                 return false;
4074
4075         if (!load_avg_is_decayed(&cfs_rq->avg))
4076                 return false;
4077
4078         if (child_cfs_rq_on_list(cfs_rq))
4079                 return false;
4080
4081         return true;
4082 }
4083
4084 /**
4085  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
4086  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
4087  *
4088  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
4089  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
4090  * considerations.
4091  *
4092  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
4093  * differential update where we store the last value we propagated. This in
4094  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
4095  *
4096  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
4097  */
4098 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4099 {
4100         long delta;
4101         u64 now;
4102
4103         /*
4104          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
4105          */
4106         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
4107                 return;
4108
4109         /* rq has been offline and doesn't contribute to the share anymore: */
4110         if (!cpu_active(cpu_of(rq_of(cfs_rq))))
4111                 return;
4112
4113         /*
4114          * For migration heavy workloads, access to tg->load_avg can be
4115          * unbound. Limit the update rate to at most once per ms.
4116          */
4117         now = sched_clock_cpu(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
4118         if (now - cfs_rq->last_update_tg_load_avg < NSEC_PER_MSEC)
4119                 return;
4120
4121         delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
4122         if (abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
4123                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
4124                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
4125                 cfs_rq->last_update_tg_load_avg = now;
4126         }
4127 }
4128
4129 static inline void clear_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4130 {
4131         long delta;
4132         u64 now;
4133
4134         /*
4135          * No need to update load_avg for root_task_group, as it is not used.
4136          */
4137         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
4138                 return;
4139
4140         now = sched_clock_cpu(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
4141         delta = 0 - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
4142         atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
4143         cfs_rq->tg_load_avg_contrib = 0;
4144         cfs_rq->last_update_tg_load_avg = now;
4145 }
4146
4147 /* CPU offline callback: */
4148 static void __maybe_unused clear_tg_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4149 {
4150         struct task_group *tg;
4151
4152         lockdep_assert_rq_held(rq);
4153
4154         /*
4155          * The rq clock has already been updated in
4156          * set_rq_offline(), so we should skip updating
4157          * the rq clock again in unthrottle_cfs_rq().
4158          */
4159         rq_clock_start_loop_update(rq);
4160
4161         rcu_read_lock();
4162         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
4163                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4164
4165                 clear_tg_load_avg(cfs_rq);
4166         }
4167         rcu_read_unlock();
4168
4169         rq_clock_stop_loop_update(rq);
4170 }
4171
4172 /*
4173  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
4174  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
4175  * including the state of rq->lock, should be made.
4176  */
4177 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
4178                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
4179 {
4180         u64 p_last_update_time;
4181         u64 n_last_update_time;
4182
4183         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
4184                 return;
4185
4186         /*
4187          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
4188          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
4189          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
4190          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
4191          * the wakee more load sounds not bad.
4192          */
4193         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
4194                 return;
4195
4196         p_last_update_time = cfs_rq_last_update_time(prev);
4197         n_last_update_time = cfs_rq_last_update_time(next);
4198
4199         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
4200         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
4201 }
4202
4203 /*
4204  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
4205  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
4206  * that for each group:
4207  *
4208  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
4209  *
4210  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
4211  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
4212  *
4213  * Per the above update_tg_cfs_util() and update_tg_cfs_runnable() are trivial
4214  * and simply copies the running/runnable sum over (but still wrong, because
4215  * the group entity and group rq do not have their PELT windows aligned).
4216  *
4217  * However, update_tg_cfs_load() is more complex. So we have:
4218  *
4219  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
4220  *
4221  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
4222  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
4223  *
4224  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
4225  *
4226  * And per (1) we have:
4227  *
4228  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
4229  *
4230  * Which gives:
4231  *
4232  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
4233  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
4234  *                               grq->load.weight
4235  *
4236  * Except that is wrong!
4237  *
4238  * Because while for entities historical weight is not important and we
4239  * really only care about our future and therefore can consider a pure
4240  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
4241  *
4242  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
4243  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
4244  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
4245  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
4246  *
4247  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
4248  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
4249  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
4250  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
4251  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
4252  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
4253  *
4254  * So we'll have to approximate.. :/
4255  *
4256  * Given the constraint:
4257  *
4258  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
4259  *
4260  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
4261  * overlap.
4262  *
4263  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
4264  *
4265  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
4266  *
4267  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
4268  *
4269  */
4270 static inline void
4271 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
4272 {
4273         long delta_sum, delta_avg = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
4274         u32 new_sum, divider;
4275
4276         /* Nothing to update */
4277         if (!delta_avg)
4278                 return;
4279
4280         /*
4281          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
4282          * See ___update_load_avg() for details.
4283          */
4284         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4285
4286
4287         /* Set new sched_entity's utilization */
4288         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
4289         new_sum = se->avg.util_avg * divider;
4290         delta_sum = (long)new_sum - (long)se->avg.util_sum;
4291         se->avg.util_sum = new_sum;
4292
4293         /* Update parent cfs_rq utilization */
4294         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta_avg);
4295         add_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, delta_sum);
4296
4297         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4298         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.util_sum,
4299                                           cfs_rq->avg.util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4300 }
4301
4302 static inline void
4303 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
4304 {
4305         long delta_sum, delta_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg - se->avg.runnable_avg;
4306         u32 new_sum, divider;
4307
4308         /* Nothing to update */
4309         if (!delta_avg)
4310                 return;
4311
4312         /*
4313          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
4314          * See ___update_load_avg() for details.
4315          */
4316         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4317
4318         /* Set new sched_entity's runnable */
4319         se->avg.runnable_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg;
4320         new_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
4321         delta_sum = (long)new_sum - (long)se->avg.runnable_sum;
4322         se->avg.runnable_sum = new_sum;
4323
4324         /* Update parent cfs_rq runnable */
4325         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, delta_avg);
4326         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, delta_sum);
4327         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4328         cfs_rq->avg.runnable_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.runnable_sum,
4329                                               cfs_rq->avg.runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4330 }
4331
4332 static inline void
4333 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
4334 {
4335         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
4336         unsigned long load_avg;
4337         u64 load_sum = 0;
4338         s64 delta_sum;
4339         u32 divider;
4340
4341         if (!runnable_sum)
4342                 return;
4343
4344         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
4345
4346         /*
4347          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
4348          * See ___update_load_avg() for details.
4349          */
4350         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4351
4352         if (runnable_sum >= 0) {
4353                 /*
4354                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
4355                  * the CPU is saturated running == runnable.
4356                  */
4357                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
4358                 runnable_sum = min_t(long, runnable_sum, divider);
4359         } else {
4360                 /*
4361                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
4362                  * assuming all tasks are equally runnable.
4363                  */
4364                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
4365                         load_sum = div_u64(gcfs_rq->avg.load_sum,
4366                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
4367                 }
4368
4369                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
4370                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
4371         }
4372
4373         /*
4374          * runnable_sum can't be lower than running_sum
4375          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
4376          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
4377          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
4378          */
4379         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4380         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
4381
4382         load_sum = se_weight(se) * runnable_sum;
4383         load_avg = div_u64(load_sum, divider);
4384
4385         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
4386         if (!delta_avg)
4387                 return;
4388
4389         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
4390
4391         se->avg.load_sum = runnable_sum;
4392         se->avg.load_avg = load_avg;
4393         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
4394         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
4395         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4396         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.load_sum,
4397                                           cfs_rq->avg.load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4398 }
4399
4400 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
4401 {
4402         cfs_rq->propagate = 1;
4403         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
4404 }
4405
4406 /* Update task and its cfs_rq load average */
4407 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4408 {
4409         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
4410
4411         if (entity_is_task(se))
4412                 return 0;
4413
4414         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
4415         if (!gcfs_rq->propagate)
4416                 return 0;
4417
4418         gcfs_rq->propagate = 0;
4419
4420         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4421
4422         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
4423
4424         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
4425         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
4426         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se, gcfs_rq);
4427
4428         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
4429         trace_pelt_se_tp(se);
4430
4431         return 1;
4432 }
4433
4434 /*
4435  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
4436  * group_entity:
4437  */
4438 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
4439 {
4440         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
4441
4442         /*
4443          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
4444          * decay it:
4445          */
4446         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
4447                 return false;
4448
4449         /*
4450          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
4451          * the utilization of the sched_entity:
4452          */
4453         if (gcfs_rq->propagate)
4454                 return false;
4455
4456         /*
4457          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
4458          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
4459          * waste of time to try to decay it:
4460          */
4461         return true;
4462 }
4463
4464 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
4465
4466 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4467
4468 static inline void clear_tg_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4469
4470 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4471 {
4472         return 0;
4473 }
4474
4475 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
4476
4477 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
4478
4479 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4480 static inline void migrate_se_pelt_lag(struct sched_entity *se)
4481 {
4482         u64 throttled = 0, now, lut;
4483         struct cfs_rq *cfs_rq;
4484         struct rq *rq;
4485         bool is_idle;
4486
4487         if (load_avg_is_decayed(&se->avg))
4488                 return;
4489
4490         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4491         rq = rq_of(cfs_rq);
4492
4493         rcu_read_lock();
4494         is_idle = is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr));
4495         rcu_read_unlock();
4496
4497         /*
4498          * The lag estimation comes with a cost we don't want to pay all the
4499          * time. Hence, limiting to the case where the source CPU is idle and
4500          * we know we are at the greatest risk to have an outdated clock.
4501          */
4502         if (!is_idle)
4503                 return;
4504
4505         /*
4506          * Estimated "now" is: last_update_time + cfs_idle_lag + rq_idle_lag, where:
4507          *
4508          *   last_update_time (the cfs_rq's last_update_time)
4509          *      = cfs_rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
4510          *      = rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
4511          *        - cfs->throttled_clock_pelt_time@cfs_rq_idle
4512          *
4513          *   cfs_idle_lag (delta between rq's update and cfs_rq's update)
4514          *      = rq_clock_pelt()@rq_idle - rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
4515          *
4516          *   rq_idle_lag (delta between now and rq's update)
4517          *      = sched_clock_cpu() - rq_clock()@rq_idle
4518          *
4519          * We can then write:
4520          *
4521          *    now = rq_clock_pelt()@rq_idle - cfs->throttled_clock_pelt_time +
4522          *          sched_clock_cpu() - rq_clock()@rq_idle
4523          * Where:
4524          *      rq_clock_pelt()@rq_idle is rq->clock_pelt_idle
4525          *      rq_clock()@rq_idle      is rq->clock_idle
4526          *      cfs->throttled_clock_pelt_time@cfs_rq_idle
4527          *                              is cfs_rq->throttled_pelt_idle
4528          */
4529
4530 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4531         throttled = u64_u32_load(cfs_rq->throttled_pelt_idle);
4532         /* The clock has been stopped for throttling */
4533         if (throttled == U64_MAX)
4534                 return;
4535 #endif
4536         now = u64_u32_load(rq->clock_pelt_idle);
4537         /*
4538          * Paired with _update_idle_rq_clock_pelt(). It ensures at the worst case
4539          * is observed the old clock_pelt_idle value and the new clock_idle,
4540          * which lead to an underestimation. The opposite would lead to an
4541          * overestimation.
4542          */
4543         smp_rmb();
4544         lut = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
4545
4546         now -= throttled;
4547         if (now < lut)
4548                 /*
4549                  * cfs_rq->avg.last_update_time is more recent than our
4550                  * estimation, let's use it.
4551                  */
4552                 now = lut;
4553         else
4554                 now += sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - u64_u32_load(rq->clock_idle);
4555
4556         __update_load_avg_blocked_se(now, se);
4557 }
4558 #else
4559 static void migrate_se_pelt_lag(struct sched_entity *se) {}
4560 #endif
4561
4562 /**
4563  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
4564  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
4565  * @cfs_rq: cfs_rq to update
4566  *
4567  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
4568  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached.
4569  *
4570  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
4571  *
4572  * Return: true if the load decayed or we removed load.
4573  *
4574  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
4575  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
4576  */
4577 static inline int
4578 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
4579 {
4580         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable = 0;
4581         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
4582         int decayed = 0;
4583
4584         if (cfs_rq->removed.nr) {
4585                 unsigned long r;
4586                 u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4587
4588                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
4589                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
4590                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
4591                 swap(cfs_rq->removed.runnable_avg, removed_runnable);
4592                 cfs_rq->removed.nr = 0;
4593                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
4594
4595                 r = removed_load;
4596                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
4597                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
4598                 /* See sa->util_sum below */
4599                 sa->load_sum = max_t(u32, sa->load_sum, sa->load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4600
4601                 r = removed_util;
4602                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
4603                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
4604                 /*
4605                  * Because of rounding, se->util_sum might ends up being +1 more than
4606                  * cfs->util_sum. Although this is not a problem by itself, detaching
4607                  * a lot of tasks with the rounding problem between 2 updates of
4608                  * util_avg (~1ms) can make cfs->util_sum becoming null whereas
4609                  * cfs_util_avg is not.
4610                  * Check that util_sum is still above its lower bound for the new
4611                  * util_avg. Given that period_contrib might have moved since the last
4612                  * sync, we are only sure that util_sum must be above or equal to
4613                  *    util_avg * minimum possible divider
4614                  */
4615                 sa->util_sum = max_t(u32, sa->util_sum, sa->util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4616
4617                 r = removed_runnable;
4618                 sub_positive(&sa->runnable_avg, r);
4619                 sub_positive(&sa->runnable_sum, r * divider);
4620                 /* See sa->util_sum above */
4621                 sa->runnable_sum = max_t(u32, sa->runnable_sum,
4622                                               sa->runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4623
4624                 /*
4625                  * removed_runnable is the unweighted version of removed_load so we
4626                  * can use it to estimate removed_load_sum.
4627                  */
4628                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq,
4629                         -(long)(removed_runnable * divider) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT);
4630
4631                 decayed = 1;
4632         }
4633
4634         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
4635         u64_u32_store_copy(sa->last_update_time,
4636                            cfs_rq->last_update_time_copy,
4637                            sa->last_update_time);
4638         return decayed;
4639 }
4640
4641 /**
4642  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
4643  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
4644  * @se: sched_entity to attach
4645  *
4646  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
4647  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
4648  */
4649 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4650 {
4651         /*
4652          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
4653          * See ___update_load_avg() for details.
4654          */
4655         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4656
4657         /*
4658          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
4659          * window because without that, really weird and wonderful things can
4660          * happen.
4661          *
4662          * XXX illustrate
4663          */
4664         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
4665         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
4666
4667         /*
4668          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
4669          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
4670          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
4671          * _sum a little.
4672          */
4673         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
4674
4675         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
4676
4677         se->avg.load_sum = se->avg.load_avg * divider;
4678         if (se_weight(se) < se->avg.load_sum)
4679                 se->avg.load_sum = div_u64(se->avg.load_sum, se_weight(se));
4680         else
4681                 se->avg.load_sum = 1;
4682
4683         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
4684         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
4685         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
4686         cfs_rq->avg.runnable_avg += se->avg.runnable_avg;
4687         cfs_rq->avg.runnable_sum += se->avg.runnable_sum;
4688
4689         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
4690
4691         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4692
4693         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
4694 }
4695
4696 /**
4697  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
4698  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
4699  * @se: sched_entity to detach
4700  *
4701  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
4702  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
4703  */
4704 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4705 {
4706         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
4707         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
4708         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
4709         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4710         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.util_sum,
4711                                           cfs_rq->avg.util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4712
4713         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, se->avg.runnable_avg);
4714         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, se->avg.runnable_sum);
4715         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4716         cfs_rq->avg.runnable_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.runnable_sum,
4717                                               cfs_rq->avg.runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4718
4719         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
4720
4721         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4722
4723         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
4724 }
4725
4726 /*
4727  * Optional action to be done while updating the load average
4728  */
4729 #define UPDATE_TG       0x1
4730 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
4731 #define DO_ATTACH       0x4
4732 #define DO_DETACH       0x8
4733
4734 /* Update task and its cfs_rq load average */
4735 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4736 {
4737         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
4738         int decayed;
4739
4740         /*
4741          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
4742          * track group sched_entity load average for task_h_load calculation in migration
4743          */
4744         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
4745                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
4746
4747         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
4748         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
4749
4750         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
4751
4752                 /*
4753                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
4754                  * !last_update_time means we've passed through
4755                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
4756                  *
4757                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
4758                  */
4759                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
4760                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
4761
4762         } else if (flags & DO_DETACH) {
4763                 /*
4764                  * DO_DETACH means we're here from dequeue_entity()
4765                  * and we are migrating task out of the CPU.
4766                  */
4767                 detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
4768                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
4769         } else if (decayed) {
4770                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4771
4772                 if (flags & UPDATE_TG)
4773                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
4774         }
4775 }
4776
4777 /*
4778  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
4779  * the previous rq.
4780  */
4781 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4782 {
4783         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4784         u64 last_update_time;
4785
4786         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
4787         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
4788 }
4789
4790 /*
4791  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
4792  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
4793  */
4794 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4795 {
4796         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4797         unsigned long flags;
4798
4799         /*
4800          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
4801          * enqueue_task_fair() which will have added things to the cfs_rq,
4802          * so we can remove unconditionally.
4803          */
4804
4805         sync_entity_load_avg(se);
4806
4807         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
4808         ++cfs_rq->removed.nr;
4809         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
4810         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
4811         cfs_rq->removed.runnable_avg    += se->avg.runnable_avg;
4812         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
4813 }
4814
4815 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4816 {
4817         return cfs_rq->avg.runnable_avg;
4818 }
4819
4820 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4821 {
4822         return cfs_rq->avg.load_avg;
4823 }
4824
4825 static int sched_balance_newidle(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
4826
4827 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
4828 {
4829         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
4830 }
4831
4832 static inline unsigned long task_runnable(struct task_struct *p)
4833 {
4834         return READ_ONCE(p->se.avg.runnable_avg);
4835 }
4836
4837 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
4838 {
4839         return READ_ONCE(p->se.avg.util_est) & ~UTIL_AVG_UNCHANGED;
4840 }
4841
4842 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
4843 {
4844         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
4845 }
4846
4847 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
4848                                     struct task_struct *p)
4849 {
4850         unsigned int enqueued;
4851
4852         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4853                 return;
4854
4855         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
4856         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est;
4857         enqueued += _task_util_est(p);
4858         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est, enqueued);
4859
4860         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4861 }
4862
4863 static inline void util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq,
4864                                     struct task_struct *p)
4865 {
4866         unsigned int enqueued;
4867
4868         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4869                 return;
4870
4871         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
4872         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est;
4873         enqueued -= min_t(unsigned int, enqueued, _task_util_est(p));
4874         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est, enqueued);
4875
4876         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4877 }
4878
4879 #define UTIL_EST_MARGIN (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)
4880
4881 static inline void util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq,
4882                                    struct task_struct *p,
4883                                    bool task_sleep)
4884 {
4885         unsigned int ewma, dequeued, last_ewma_diff;
4886
4887         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4888                 return;
4889
4890         /*
4891          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
4892          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
4893          */
4894         if (!task_sleep)
4895                 return;
4896
4897         /* Get current estimate of utilization */
4898         ewma = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
4899
4900         /*
4901          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
4902          * skip the util_est update.
4903          */
4904         if (ewma & UTIL_AVG_UNCHANGED)
4905                 return;
4906
4907         /* Get utilization at dequeue */
4908         dequeued = task_util(p);
4909
4910         /*
4911          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
4912          * to smooth utilization decreases.
4913          */
4914         if (ewma <= dequeued) {
4915                 ewma = dequeued;
4916                 goto done;
4917         }
4918
4919         /*
4920          * Skip update of task's estimated utilization when its members are
4921          * already ~1% close to its last activation value.
4922          */
4923         last_ewma_diff = ewma - dequeued;
4924         if (last_ewma_diff < UTIL_EST_MARGIN)
4925                 goto done;
4926
4927         /*
4928          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
4929          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
4930          */
4931         if (dequeued > arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq))))
4932                 return;
4933
4934         /*
4935          * To avoid underestimate of task utilization, skip updates of EWMA if
4936          * we cannot grant that thread got all CPU time it wanted.
4937          */
4938         if ((dequeued + UTIL_EST_MARGIN) < task_runnable(p))
4939                 goto done;
4940
4941
4942         /*
4943          * Update Task's estimated utilization
4944          *
4945          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
4946          * of the task size. This is done by using this value to update the
4947          * Exponential Weighted Moving Average (EWMA):
4948          *
4949          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
4950          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
4951          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
4952          *          = w * (      -last_ewma_diff           ) +     ewma(t-1)
4953          *          = w * (-last_ewma_diff +  ewma(t-1) / w)
4954          *
4955          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
4956          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
4957          */
4958         ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4959         ewma  -= last_ewma_diff;
4960         ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4961 done:
4962         ewma |= UTIL_AVG_UNCHANGED;
4963         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ewma);
4964
4965         trace_sched_util_est_se_tp(&p->se);
4966 }
4967
4968 static inline unsigned long get_actual_cpu_capacity(int cpu)
4969 {
4970         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
4971
4972         capacity -= max(hw_load_avg(cpu_rq(cpu)), cpufreq_get_pressure(cpu));
4973
4974         return capacity;
4975 }
4976
4977 static inline int util_fits_cpu(unsigned long util,
4978                                 unsigned long uclamp_min,
4979                                 unsigned long uclamp_max,
4980                                 int cpu)
4981 {
4982         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
4983         unsigned long capacity_orig;
4984         bool fits, uclamp_max_fits;
4985
4986         /*
4987          * Check if the real util fits without any uclamp boost/cap applied.
4988          */
4989         fits = fits_capacity(util, capacity);
4990
4991         if (!uclamp_is_used())
4992                 return fits;
4993
4994         /*
4995          * We must use arch_scale_cpu_capacity() for comparing against uclamp_min and
4996          * uclamp_max. We only care about capacity pressure (by using
4997          * capacity_of()) for comparing against the real util.
4998          *
4999          * If a task is boosted to 1024 for example, we don't want a tiny
5000          * pressure to skew the check whether it fits a CPU or not.
5001          *
5002          * Similarly if a task is capped to arch_scale_cpu_capacity(little_cpu), it
5003          * should fit a little cpu even if there's some pressure.
5004          *
5005          * Only exception is for HW or cpufreq pressure since it has a direct impact
5006          * on available OPP of the system.
5007          *
5008          * We honour it for uclamp_min only as a drop in performance level
5009          * could result in not getting the requested minimum performance level.
5010          *
5011          * For uclamp_max, we can tolerate a drop in performance level as the
5012          * goal is to cap the task. So it's okay if it's getting less.
5013          */
5014         capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
5015
5016         /*
5017          * We want to force a task to fit a cpu as implied by uclamp_max.
5018          * But we do have some corner cases to cater for..
5019          *
5020          *
5021          *                                 C=z
5022          *   |                             ___
5023          *   |                  C=y       |   |
5024          *   |_ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ _ _ _ | _ | _ _ _ _ _  uclamp_max
5025          *   |      C=x        |   |      |   |
5026          *   |      ___        |   |      |   |
5027          *   |     |   |       |   |      |   |    (util somewhere in this region)
5028          *   |     |   |       |   |      |   |
5029          *   |     |   |       |   |      |   |
5030          *   +----------------------------------------
5031          *         CPU0        CPU1       CPU2
5032          *
5033          *   In the above example if a task is capped to a specific performance
5034          *   point, y, then when:
5035          *
5036          *   * util = 80% of x then it does not fit on CPU0 and should migrate
5037          *     to CPU1
5038          *   * util = 80% of y then it is forced to fit on CPU1 to honour
5039          *     uclamp_max request.
5040          *
5041          *   which is what we're enforcing here. A task always fits if
5042          *   uclamp_max <= capacity_orig. But when uclamp_max > capacity_orig,
5043          *   the normal upmigration rules should withhold still.
5044          *
5045          *   Only exception is when we are on max capacity, then we need to be
5046          *   careful not to block overutilized state. This is so because:
5047          *
5048          *     1. There's no concept of capping at max_capacity! We can't go
5049          *        beyond this performance level anyway.
5050          *     2. The system is being saturated when we're operating near
5051          *        max capacity, it doesn't make sense to block overutilized.
5052          */
5053         uclamp_max_fits = (capacity_orig == SCHED_CAPACITY_SCALE) && (uclamp_max == SCHED_CAPACITY_SCALE);
5054         uclamp_max_fits = !uclamp_max_fits && (uclamp_max <= capacity_orig);
5055         fits = fits || uclamp_max_fits;
5056
5057         /*
5058          *
5059          *                                 C=z
5060          *   |                             ___       (region a, capped, util >= uclamp_max)
5061          *   |                  C=y       |   |
5062          *   |_ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ _ _ _ | _ | _ _ _ _ _ uclamp_max
5063          *   |      C=x        |   |      |   |
5064          *   |      ___        |   |      |   |      (region b, uclamp_min <= util <= uclamp_max)
5065          *   |_ _ _|_ _|_ _ _ _| _ | _ _ _| _ | _ _ _ _ _ uclamp_min
5066          *   |     |   |       |   |      |   |
5067          *   |     |   |       |   |      |   |      (region c, boosted, util < uclamp_min)
5068          *   +----------------------------------------
5069          *         CPU0        CPU1       CPU2
5070          *
5071          * a) If util > uclamp_max, then we're capped, we don't care about
5072          *    actual fitness value here. We only care if uclamp_max fits
5073          *    capacity without taking margin/pressure into account.
5074          *    See comment above.
5075          *
5076          * b) If uclamp_min <= util <= uclamp_max, then the normal
5077          *    fits_capacity() rules apply. Except we need to ensure that we
5078          *    enforce we remain within uclamp_max, see comment above.
5079          *
5080          * c) If util < uclamp_min, then we are boosted. Same as (b) but we
5081          *    need to take into account the boosted value fits the CPU without
5082          *    taking margin/pressure into account.
5083          *
5084          * Cases (a) and (b) are handled in the 'fits' variable already. We
5085          * just need to consider an extra check for case (c) after ensuring we
5086          * handle the case uclamp_min > uclamp_max.
5087          */
5088         uclamp_min = min(uclamp_min, uclamp_max);
5089         if (fits && (util < uclamp_min) &&
5090             (uclamp_min > get_actual_cpu_capacity(cpu)))
5091                 return -1;
5092
5093         return fits;
5094 }
5095
5096 static inline int task_fits_cpu(struct task_struct *p, int cpu)
5097 {
5098         unsigned long uclamp_min = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN);
5099         unsigned long uclamp_max = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX);
5100         unsigned long util = task_util_est(p);
5101         /*
5102          * Return true only if the cpu fully fits the task requirements, which
5103          * include the utilization but also the performance hints.
5104          */
5105         return (util_fits_cpu(util, uclamp_min, uclamp_max, cpu) > 0);
5106 }
5107
5108 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
5109 {
5110         int cpu = cpu_of(rq);
5111
5112         if (!sched_asym_cpucap_active())
5113                 return;
5114
5115         /*
5116          * Affinity allows us to go somewhere higher?  Or are we on biggest
5117          * available CPU already? Or do we fit into this CPU ?
5118          */
5119         if (!p || (p->nr_cpus_allowed == 1) ||
5120             (arch_scale_cpu_capacity(cpu) == p->max_allowed_capacity) ||
5121             task_fits_cpu(p, cpu)) {
5122
5123                 rq->misfit_task_load = 0;
5124                 return;
5125         }
5126
5127         /*
5128          * Make sure that misfit_task_load will not be null even if
5129          * task_h_load() returns 0.
5130          */
5131         rq->misfit_task_load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
5132 }
5133
5134 #else /* CONFIG_SMP */
5135
5136 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
5137 {
5138         return !cfs_rq->nr_running;
5139 }
5140
5141 #define UPDATE_TG       0x0
5142 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
5143 #define DO_ATTACH       0x0
5144 #define DO_DETACH       0x0
5145
5146 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
5147 {
5148         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
5149 }
5150
5151 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
5152
5153 static inline void
5154 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
5155 static inline void
5156 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
5157
5158 static inline int sched_balance_newidle(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
5159 {
5160         return 0;
5161 }
5162
5163 static inline void
5164 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
5165
5166 static inline void
5167 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
5168
5169 static inline void
5170 util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
5171                 bool task_sleep) {}
5172 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
5173
5174 #endif /* CONFIG_SMP */
5175
5176 static void
5177 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
5178 {
5179         u64 vslice, vruntime = avg_vruntime(cfs_rq);
5180         s64 lag = 0;
5181
5182         se->slice = sysctl_sched_base_slice;
5183         vslice = calc_delta_fair(se->slice, se);
5184
5185         /*
5186          * Due to how V is constructed as the weighted average of entities,
5187          * adding tasks with positive lag, or removing tasks with negative lag
5188          * will move 'time' backwards, this can screw around with the lag of
5189          * other tasks.
5190          *
5191          * EEVDF: placement strategy #1 / #2
5192          */
5193         if (sched_feat(PLACE_LAG) && cfs_rq->nr_running) {
5194                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
5195                 unsigned long load;
5196
5197                 lag = se->vlag;
5198
5199                 /*
5200                  * If we want to place a task and preserve lag, we have to
5201                  * consider the effect of the new entity on the weighted
5202                  * average and compensate for this, otherwise lag can quickly
5203                  * evaporate.
5204                  *
5205                  * Lag is defined as:
5206                  *
5207                  *   lag_i = S - s_i = w_i * (V - v_i)
5208                  *
5209                  * To avoid the 'w_i' term all over the place, we only track
5210                  * the virtual lag:
5211                  *
5212                  *   vl_i = V - v_i <=> v_i = V - vl_i
5213                  *
5214                  * And we take V to be the weighted average of all v:
5215                  *
5216                  *   V = (\Sum w_j*v_j) / W
5217                  *
5218                  * Where W is: \Sum w_j
5219                  *
5220                  * Then, the weighted average after adding an entity with lag
5221                  * vl_i is given by:
5222                  *
5223                  *   V' = (\Sum w_j*v_j + w_i*v_i) / (W + w_i)
5224                  *      = (W*V + w_i*(V - vl_i)) / (W + w_i)
5225                  *      = (W*V + w_i*V - w_i*vl_i) / (W + w_i)
5226                  *      = (V*(W + w_i) - w_i*l) / (W + w_i)
5227                  *      = V - w_i*vl_i / (W + w_i)
5228                  *
5229                  * And the actual lag after adding an entity with vl_i is:
5230                  *
5231                  *   vl'_i = V' - v_i
5232                  *         = V - w_i*vl_i / (W + w_i) - (V - vl_i)
5233                  *         = vl_i - w_i*vl_i / (W + w_i)
5234                  *
5235                  * Which is strictly less than vl_i. So in order to preserve lag
5236                  * we should inflate the lag before placement such that the
5237                  * effective lag after placement comes out right.
5238                  *
5239                  * As such, invert the above relation for vl'_i to get the vl_i
5240                  * we need to use such that the lag after placement is the lag
5241                  * we computed before dequeue.
5242                  *
5243                  *   vl'_i = vl_i - w_i*vl_i / (W + w_i)
5244                  *         = ((W + w_i)*vl_i - w_i*vl_i) / (W + w_i)
5245                  *
5246                  *   (W + w_i)*vl'_i = (W + w_i)*vl_i - w_i*vl_i
5247                  *                   = W*vl_i
5248                  *
5249                  *   vl_i = (W + w_i)*vl'_i / W
5250                  */
5251                 load = cfs_rq->avg_load;
5252                 if (curr && curr->on_rq)
5253                         load += scale_load_down(curr->load.weight);
5254
5255                 lag *= load + scale_load_down(se->load.weight);
5256                 if (WARN_ON_ONCE(!load))
5257                         load = 1;
5258                 lag = div_s64(lag, load);
5259         }
5260
5261         se->vruntime = vruntime - lag;
5262
5263         /*
5264          * When joining the competition; the existing tasks will be,
5265          * on average, halfway through their slice, as such start tasks
5266          * off with half a slice to ease into the competition.
5267          */
5268         if (sched_feat(PLACE_DEADLINE_INITIAL) && (flags & ENQUEUE_INITIAL))
5269                 vslice /= 2;
5270
5271         /*
5272          * EEVDF: vd_i = ve_i + r_i/w_i
5273          */
5274         se->deadline = se->vruntime + vslice;
5275 }
5276
5277 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
5278 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq);
5279
5280 static inline bool cfs_bandwidth_used(void);
5281
5282 static void
5283 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
5284 {
5285         bool curr = cfs_rq->curr == se;
5286
5287         /*
5288          * If we're the current task, we must renormalise before calling
5289          * update_curr().
5290          */
5291         if (curr)
5292                 place_entity(cfs_rq, se, flags);
5293
5294         update_curr(cfs_rq);
5295
5296         /*
5297          * When enqueuing a sched_entity, we must:
5298          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
5299          *   - For group_entity, update its runnable_weight to reflect the new
5300          *     h_nr_running of its group cfs_rq.
5301          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
5302          *     its group cfs_rq
5303          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
5304          */
5305         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
5306         se_update_runnable(se);
5307         /*
5308          * XXX update_load_avg() above will have attached us to the pelt sum;
5309          * but update_cfs_group() here will re-adjust the weight and have to
5310          * undo/redo all that. Seems wasteful.
5311          */
5312         update_cfs_group(se);
5313
5314         /*
5315          * XXX now that the entity has been re-weighted, and it's lag adjusted,
5316          * we can place the entity.
5317          */
5318         if (!curr)
5319                 place_entity(cfs_rq, se, flags);
5320
5321         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
5322
5323         /* Entity has migrated, no longer consider this task hot */
5324         if (flags & ENQUEUE_MIGRATED)
5325                 se->exec_start = 0;
5326
5327         check_schedstat_required();
5328         update_stats_enqueue_fair(cfs_rq, se, flags);
5329         if (!curr)
5330                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
5331         se->on_rq = 1;
5332
5333         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
5334                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
5335                 if (!throttled_hierarchy(cfs_rq)) {
5336                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5337                 } else {
5338 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
5339                         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5340
5341                         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq) && !cfs_rq->throttled_clock)
5342                                 cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
5343                         if (!cfs_rq->throttled_clock_self)
5344                                 cfs_rq->throttled_clock_self = rq_clock(rq);
5345 #endif
5346                 }
5347         }
5348 }
5349
5350 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
5351 {
5352         for_each_sched_entity(se) {
5353                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5354                 if (cfs_rq->next != se)
5355                         break;
5356
5357                 cfs_rq->next = NULL;
5358         }
5359 }
5360
5361 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
5362 {
5363         if (cfs_rq->next == se)
5364                 __clear_buddies_next(se);
5365 }
5366
5367 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
5368
5369 static void
5370 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
5371 {
5372         int action = UPDATE_TG;
5373
5374         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)))
5375                 action |= DO_DETACH;
5376
5377         /*
5378          * Update run-time statistics of the 'current'.
5379          */
5380         update_curr(cfs_rq);
5381
5382         /*
5383          * When dequeuing a sched_entity, we must:
5384          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
5385          *   - For group_entity, update its runnable_weight to reflect the new
5386          *     h_nr_running of its group cfs_rq.
5387          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
5388          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
5389          *     of its group cfs_rq.
5390          */
5391         update_load_avg(cfs_rq, se, action);
5392         se_update_runnable(se);
5393
5394         update_stats_dequeue_fair(cfs_rq, se, flags);
5395
5396         clear_buddies(cfs_rq, se);
5397
5398         update_entity_lag(cfs_rq, se);
5399         if (se != cfs_rq->curr)
5400                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
5401         se->on_rq = 0;
5402         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
5403
5404         /* return excess runtime on last dequeue */
5405         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5406
5407         update_cfs_group(se);
5408
5409         /*
5410          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
5411          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
5412          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
5413          * further than we started -- i.e. we'll be penalized.
5414          */
5415         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
5416                 update_min_vruntime(cfs_rq);
5417
5418         if (cfs_rq->nr_running == 0)
5419                 update_idle_cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
5420 }
5421
5422 static void
5423 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
5424 {
5425         clear_buddies(cfs_rq, se);
5426
5427         /* 'current' is not kept within the tree. */
5428         if (se->on_rq) {
5429                 /*
5430                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
5431                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
5432                  * runqueue.
5433                  */
5434                 update_stats_wait_end_fair(cfs_rq, se);
5435                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
5436                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5437                 /*
5438                  * HACK, stash a copy of deadline at the point of pick in vlag,
5439                  * which isn't used until dequeue.
5440                  */
5441                 se->vlag = se->deadline;
5442         }
5443
5444         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
5445         cfs_rq->curr = se;
5446
5447         /*
5448          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
5449          * least twice that of our own weight (i.e. don't track it
5450          * when there are only lesser-weight tasks around):
5451          */
5452         if (schedstat_enabled() &&
5453             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
5454                 struct sched_statistics *stats;
5455
5456                 stats = __schedstats_from_se(se);
5457                 __schedstat_set(stats->slice_max,
5458                                 max((u64)stats->slice_max,
5459                                     se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
5460         }
5461
5462         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
5463 }
5464
5465 /*
5466  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
5467  * 1) keep things fair between processes/task groups
5468  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
5469  * 3) pick the "last" process, for cache locality
5470  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
5471  */
5472 static struct sched_entity *
5473 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
5474 {
5475         /*
5476          * Enabling NEXT_BUDDY will affect latency but not fairness.
5477          */
5478         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) &&
5479             cfs_rq->next && entity_eligible(cfs_rq, cfs_rq->next))
5480                 return cfs_rq->next;
5481
5482         return pick_eevdf(cfs_rq);
5483 }
5484
5485 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
5486
5487 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
5488 {
5489         /*
5490          * If still on the runqueue then deactivate_task()
5491          * was not called and update_curr() has to be done:
5492          */
5493         if (prev->on_rq)
5494                 update_curr(cfs_rq);
5495
5496         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
5497         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5498
5499         if (prev->on_rq) {
5500                 update_stats_wait_start_fair(cfs_rq, prev);
5501                 /* Put 'current' back into the tree. */
5502                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
5503                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
5504                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
5505         }
5506         cfs_rq->curr = NULL;
5507 }
5508
5509 static void
5510 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
5511 {
5512         /*
5513          * Update run-time statistics of the 'current'.
5514          */
5515         update_curr(cfs_rq);
5516
5517         /*
5518          * Ensure that runnable average is periodically updated.
5519          */
5520         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
5521         update_cfs_group(curr);
5522
5523 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5524         /*
5525          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
5526          * validating it and just reschedule.
5527          */
5528         if (queued) {
5529                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
5530                 return;
5531         }
5532         /*
5533          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
5534          */
5535         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
5536                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
5537                 return;
5538 #endif
5539 }
5540
5541
5542 /**************************************************
5543  * CFS bandwidth control machinery
5544  */
5545
5546 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
5547
5548 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
5549 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
5550
5551 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5552 {
5553         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
5554 }
5555
5556 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
5557 {
5558         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
5559 }
5560
5561 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
5562 {
5563         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
5564 }
5565 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
5566 static bool cfs_bandwidth_used(void)
5567 {
5568         return true;
5569 }
5570
5571 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
5572 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
5573 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
5574
5575 /*
5576  * default period for cfs group bandwidth.
5577  * default: 0.1s, units: nanoseconds
5578  */
5579 static inline u64 default_cfs_period(void)
5580 {
5581         return 100000000ULL;
5582 }
5583
5584 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
5585 {
5586         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
5587 }
5588
5589 /*
5590  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
5591  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
5592  * around rq->lock.
5593  *
5594  * requires cfs_b->lock
5595  */
5596 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5597 {
5598         s64 runtime;
5599
5600         if (unlikely(cfs_b->quota == RUNTIME_INF))
5601                 return;
5602
5603         cfs_b->runtime += cfs_b->quota;
5604         runtime = cfs_b->runtime_snap - cfs_b->runtime;
5605         if (runtime > 0) {
5606                 cfs_b->burst_time += runtime;
5607                 cfs_b->nr_burst++;
5608         }
5609
5610         cfs_b->runtime = min(cfs_b->runtime, cfs_b->quota + cfs_b->burst);
5611         cfs_b->runtime_snap = cfs_b->runtime;
5612 }
5613
5614 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5615 {
5616         return &tg->cfs_bandwidth;
5617 }
5618
5619 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
5620 static int __assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
5621                                    struct cfs_rq *cfs_rq, u64 target_runtime)
5622 {
5623         u64 min_amount, amount = 0;
5624
5625         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5626
5627         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
5628         min_amount = target_runtime - cfs_rq->runtime_remaining;
5629
5630         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
5631                 amount = min_amount;
5632         else {
5633                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
5634
5635                 if (cfs_b->runtime > 0) {
5636                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
5637                         cfs_b->runtime -= amount;
5638                         cfs_b->idle = 0;
5639                 }
5640         }
5641
5642         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
5643
5644         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
5645 }
5646
5647 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
5648 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5649 {
5650         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5651         int ret;
5652
5653         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5654         ret = __assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, sched_cfs_bandwidth_slice());
5655         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5656
5657         return ret;
5658 }
5659
5660 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
5661 {
5662         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
5663         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
5664
5665         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
5666                 return;
5667
5668         if (cfs_rq->throttled)
5669                 return;
5670         /*
5671          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
5672          * hierarchy can be throttled
5673          */
5674         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
5675                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
5676 }
5677
5678 static __always_inline
5679 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
5680 {
5681         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
5682                 return;
5683
5684         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
5685 }
5686
5687 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5688 {
5689         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
5690 }
5691
5692 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
5693 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5694 {
5695         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
5696 }
5697
5698 /*
5699  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
5700  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
5701  * load-balance operations.
5702  */
5703 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5704                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5705 {
5706         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
5707
5708         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
5709         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
5710
5711         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
5712                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
5713 }
5714
5715 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
5716 {
5717         struct rq *rq = data;
5718         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5719
5720         cfs_rq->throttle_count--;
5721         if (!cfs_rq->throttle_count) {
5722                 cfs_rq->throttled_clock_pelt_time += rq_clock_pelt(rq) -
5723                                              cfs_rq->throttled_clock_pelt;
5724
5725                 /* Add cfs_rq with load or one or more already running entities to the list */
5726                 if (!cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
5727                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5728
5729                 if (cfs_rq->throttled_clock_self) {
5730                         u64 delta = rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock_self;
5731
5732                         cfs_rq->throttled_clock_self = 0;
5733
5734                         if (SCHED_WARN_ON((s64)delta < 0))
5735                                 delta = 0;
5736
5737                         cfs_rq->throttled_clock_self_time += delta;
5738                 }
5739         }
5740
5741         return 0;
5742 }
5743
5744 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
5745 {
5746         struct rq *rq = data;
5747         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5748
5749         /* group is entering throttled state, stop time */
5750         if (!cfs_rq->throttle_count) {
5751                 cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(rq);
5752                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5753
5754                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->throttled_clock_self);
5755                 if (cfs_rq->nr_running)
5756                         cfs_rq->throttled_clock_self = rq_clock(rq);
5757         }
5758         cfs_rq->throttle_count++;
5759
5760         return 0;
5761 }
5762
5763 static bool throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5764 {
5765         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5766         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5767         struct sched_entity *se;
5768         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
5769
5770         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5771         /* This will start the period timer if necessary */
5772         if (__assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, 1)) {
5773                 /*
5774                  * We have raced with bandwidth becoming available, and if we
5775                  * actually throttled the timer might not unthrottle us for an
5776                  * entire period. We additionally needed to make sure that any
5777                  * subsequent check_cfs_rq_runtime calls agree not to throttle
5778                  * us, as we may commit to do cfs put_prev+pick_next, so we ask
5779                  * for 1ns of runtime rather than just check cfs_b.
5780                  */
5781                 dequeue = 0;
5782         } else {
5783                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list,
5784                                   &cfs_b->throttled_cfs_rq);
5785         }
5786         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5787
5788         if (!dequeue)
5789                 return false;  /* Throttle no longer required. */
5790
5791         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
5792
5793         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
5794         rcu_read_lock();
5795         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
5796         rcu_read_unlock();
5797
5798         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5799         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
5800         for_each_sched_entity(se) {
5801                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5802                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
5803                 if (!se->on_rq)
5804                         goto done;
5805
5806                 dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
5807
5808                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5809                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5810
5811                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
5812                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
5813
5814                 if (qcfs_rq->load.weight) {
5815                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5816                         se = parent_entity(se);
5817                         break;
5818                 }
5819         }
5820
5821         for_each_sched_entity(se) {
5822                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5823                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
5824                 if (!se->on_rq)
5825                         goto done;
5826
5827                 update_load_avg(qcfs_rq, se, 0);
5828                 se_update_runnable(se);
5829
5830                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5831                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5832
5833                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
5834                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
5835         }
5836
5837         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5838         sub_nr_running(rq, task_delta);
5839
5840 done:
5841         /*
5842          * Note: distribution will already see us throttled via the
5843          * throttled-list.  rq->lock protects completion.
5844          */
5845         cfs_rq->throttled = 1;
5846         SCHED_WARN_ON(cfs_rq->throttled_clock);
5847         if (cfs_rq->nr_running)
5848                 cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
5849         return true;
5850 }
5851
5852 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5853 {
5854         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5855         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5856         struct sched_entity *se;
5857         long task_delta, idle_task_delta;
5858
5859         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5860
5861         cfs_rq->throttled = 0;
5862
5863         update_rq_clock(rq);
5864
5865         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5866         if (cfs_rq->throttled_clock) {
5867                 cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
5868                 cfs_rq->throttled_clock = 0;
5869         }
5870         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
5871         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5872
5873         /* update hierarchical throttle state */
5874         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
5875
5876         if (!cfs_rq->load.weight) {
5877                 if (!cfs_rq->on_list)
5878                         return;
5879                 /*
5880                  * Nothing to run but something to decay (on_list)?
5881                  * Complete the branch.
5882                  */
5883                 for_each_sched_entity(se) {
5884                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq_of(se)))
5885                                 break;
5886                 }
5887                 goto unthrottle_throttle;
5888         }
5889
5890         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5891         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
5892         for_each_sched_entity(se) {
5893                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5894
5895                 if (se->on_rq)
5896                         break;
5897                 enqueue_entity(qcfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
5898
5899                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5900                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5901
5902                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
5903                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
5904
5905                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5906                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
5907                         goto unthrottle_throttle;
5908         }
5909
5910         for_each_sched_entity(se) {
5911                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5912
5913                 update_load_avg(qcfs_rq, se, UPDATE_TG);
5914                 se_update_runnable(se);
5915
5916                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5917                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5918
5919                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
5920                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
5921
5922                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5923                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
5924                         goto unthrottle_throttle;
5925         }
5926
5927         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5928         add_nr_running(rq, task_delta);
5929
5930 unthrottle_throttle:
5931         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5932
5933         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
5934         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
5935                 resched_curr(rq);
5936 }
5937
5938 #ifdef CONFIG_SMP
5939 static void __cfsb_csd_unthrottle(void *arg)
5940 {
5941         struct cfs_rq *cursor, *tmp;
5942         struct rq *rq = arg;
5943         struct rq_flags rf;
5944
5945         rq_lock(rq, &rf);
5946
5947         /*
5948          * Iterating over the list can trigger several call to
5949          * update_rq_clock() in unthrottle_cfs_rq().
5950          * Do it once and skip the potential next ones.
5951          */
5952         update_rq_clock(rq);
5953         rq_clock_start_loop_update(rq);
5954
5955         /*
5956          * Since we hold rq lock we're safe from concurrent manipulation of
5957          * the CSD list. However, this RCU critical section annotates the
5958          * fact that we pair with sched_free_group_rcu(), so that we cannot
5959          * race with group being freed in the window between removing it
5960          * from the list and advancing to the next entry in the list.
5961          */
5962         rcu_read_lock();
5963
5964         list_for_each_entry_safe(cursor, tmp, &rq->cfsb_csd_list,
5965                                  throttled_csd_list) {
5966                 list_del_init(&cursor->throttled_csd_list);
5967
5968                 if (cfs_rq_throttled(cursor))
5969                         unthrottle_cfs_rq(cursor);
5970         }
5971
5972         rcu_read_unlock();
5973
5974         rq_clock_stop_loop_update(rq);
5975         rq_unlock(rq, &rf);
5976 }
5977
5978 static inline void __unthrottle_cfs_rq_async(struct cfs_rq *cfs_rq)
5979 {
5980         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5981         bool first;
5982
5983         if (rq == this_rq()) {
5984                 unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5985                 return;
5986         }
5987
5988         /* Already enqueued */
5989         if (SCHED_WARN_ON(!list_empty(&cfs_rq->throttled_csd_list)))
5990                 return;
5991
5992         first = list_empty(&rq->cfsb_csd_list);
5993         list_add_tail(&cfs_rq->throttled_csd_list, &rq->cfsb_csd_list);
5994         if (first)
5995                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->cfsb_csd);
5996 }
5997 #else
5998 static inline void __unthrottle_cfs_rq_async(struct cfs_rq *cfs_rq)
5999 {
6000         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6001 }
6002 #endif
6003
6004 static void unthrottle_cfs_rq_async(struct cfs_rq *cfs_rq)
6005 {
6006         lockdep_assert_rq_held(rq_of(cfs_rq));
6007
6008         if (SCHED_WARN_ON(!cfs_rq_throttled(cfs_rq) ||
6009             cfs_rq->runtime_remaining <= 0))
6010                 return;
6011
6012         __unthrottle_cfs_rq_async(cfs_rq);
6013 }
6014
6015 static bool distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
6016 {
6017         int this_cpu = smp_processor_id();
6018         u64 runtime, remaining = 1;
6019         bool throttled = false;
6020         struct cfs_rq *cfs_rq, *tmp;
6021         struct rq_flags rf;
6022         struct rq *rq;
6023         LIST_HEAD(local_unthrottle);
6024
6025         rcu_read_lock();
6026         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
6027                                 throttled_list) {
6028                 rq = rq_of(cfs_rq);
6029
6030                 if (!remaining) {
6031                         throttled = true;
6032                         break;
6033                 }
6034
6035                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6036                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6037                         goto next;
6038
6039                 /* Already queued for async unthrottle */
6040                 if (!list_empty(&cfs_rq->throttled_csd_list))
6041                         goto next;
6042
6043                 /* By the above checks, this should never be true */
6044                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
6045
6046                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
6047                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
6048                 if (runtime > cfs_b->runtime)
6049                         runtime = cfs_b->runtime;
6050                 cfs_b->runtime -= runtime;
6051                 remaining = cfs_b->runtime;
6052                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
6053
6054                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
6055
6056                 /* we check whether we're throttled above */
6057                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0) {
6058                         if (cpu_of(rq) != this_cpu) {
6059                                 unthrottle_cfs_rq_async(cfs_rq);
6060                         } else {
6061                                 /*
6062                                  * We currently only expect to be unthrottling
6063                                  * a single cfs_rq locally.
6064                                  */
6065                                 SCHED_WARN_ON(!list_empty(&local_unthrottle));
6066                                 list_add_tail(&cfs_rq->throttled_csd_list,
6067                                               &local_unthrottle);
6068                         }
6069                 } else {
6070                         throttled = true;
6071                 }
6072
6073 next:
6074                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6075         }
6076
6077         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, tmp, &local_unthrottle,
6078                                  throttled_csd_list) {
6079                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
6080
6081                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6082
6083                 list_del_init(&cfs_rq->throttled_csd_list);
6084
6085                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6086                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6087
6088                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6089         }
6090         SCHED_WARN_ON(!list_empty(&local_unthrottle));
6091
6092         rcu_read_unlock();
6093
6094         return throttled;
6095 }
6096
6097 /*
6098  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
6099  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
6100  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
6101  * used to track this state.
6102  */
6103 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
6104 {
6105         int throttled;
6106
6107         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
6108         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
6109                 goto out_deactivate;
6110
6111         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
6112         cfs_b->nr_periods += overrun;
6113
6114         /* Refill extra burst quota even if cfs_b->idle */
6115         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
6116
6117         /*
6118          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
6119          * we're going inactive then everything else can be deferred
6120          */
6121         if (cfs_b->idle && !throttled)
6122                 goto out_deactivate;
6123
6124         if (!throttled) {
6125                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
6126                 cfs_b->idle = 1;
6127                 return 0;
6128         }
6129
6130         /* account preceding periods in which throttling occurred */
6131         cfs_b->nr_throttled += overrun;
6132
6133         /*
6134          * This check is repeated as we release cfs_b->lock while we unthrottle.
6135          */
6136         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
6137                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
6138                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
6139                 throttled = distribute_cfs_runtime(cfs_b);
6140                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
6141         }
6142
6143         /*
6144          * While we are ensured activity in the period following an
6145          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
6146          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
6147          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
6148          */
6149         cfs_b->idle = 0;
6150
6151         return 0;
6152
6153 out_deactivate:
6154         return 1;
6155 }
6156
6157 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
6158 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
6159 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
6160 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
6161 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
6162 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
6163
6164 /*
6165  * Are we near the end of the current quota period?
6166  *
6167  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
6168  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
6169  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
6170  */
6171 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
6172 {
6173         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
6174         s64 remaining;
6175
6176         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
6177         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
6178                 return 1;
6179
6180         /* is a quota refresh about to occur? */
6181         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
6182         if (remaining < (s64)min_expire)
6183                 return 1;
6184
6185         return 0;
6186 }
6187
6188 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
6189 {
6190         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
6191
6192         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
6193         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
6194                 return;
6195
6196         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
6197         if (cfs_b->slack_started)
6198                 return;
6199         cfs_b->slack_started = true;
6200
6201         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
6202                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
6203                         HRTIMER_MODE_REL);
6204 }
6205
6206 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
6207 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
6208 {
6209         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
6210         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
6211
6212         if (slack_runtime <= 0)
6213                 return;
6214
6215         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
6216         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
6217                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
6218
6219                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
6220                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
6221                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
6222                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
6223         }
6224         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
6225
6226         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
6227         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
6228 }
6229
6230 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
6231 {
6232         if (!cfs_bandwidth_used())
6233                 return;
6234
6235         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
6236                 return;
6237
6238         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
6239 }
6240
6241 /*
6242  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
6243  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
6244  */
6245 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
6246 {
6247         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
6248         unsigned long flags;
6249
6250         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
6251         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
6252         cfs_b->slack_started = false;
6253
6254         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
6255                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
6256                 return;
6257         }
6258
6259         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
6260                 runtime = cfs_b->runtime;
6261
6262         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
6263
6264         if (!runtime)
6265                 return;
6266
6267         distribute_cfs_runtime(cfs_b);
6268 }
6269
6270 /*
6271  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
6272  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
6273  * runtime as update_curr() throttling can not trigger until it's on-rq.
6274  */
6275 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
6276 {
6277         if (!cfs_bandwidth_used())
6278                 return;
6279
6280         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
6281         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
6282                 return;
6283
6284         /* ensure the group is not already throttled */
6285         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6286                 return;
6287
6288         /* update runtime allocation */
6289         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
6290         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
6291                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
6292 }
6293
6294 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
6295 {
6296         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
6297
6298         if (!cfs_bandwidth_used())
6299                 return;
6300
6301         if (!tg->parent)
6302                 return;
6303
6304         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
6305         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
6306
6307         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
6308         cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(cpu_rq(cpu));
6309 }
6310
6311 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
6312 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
6313 {
6314         if (!cfs_bandwidth_used())
6315                 return false;
6316
6317         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
6318                 return false;
6319
6320         /*
6321          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
6322          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
6323          */
6324         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6325                 return true;
6326
6327         return throttle_cfs_rq(cfs_rq);
6328 }
6329
6330 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
6331 {
6332         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
6333                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
6334
6335         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
6336
6337         return HRTIMER_NORESTART;
6338 }
6339
6340 extern const u64 max_cfs_quota_period;
6341
6342 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
6343 {
6344         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
6345                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
6346         unsigned long flags;
6347         int overrun;
6348         int idle = 0;
6349         int count = 0;
6350
6351         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
6352         for (;;) {
6353                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
6354                 if (!overrun)
6355                         break;
6356
6357                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
6358
6359                 if (++count > 3) {
6360                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
6361
6362                         /*
6363                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
6364                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
6365                          * to fail.
6366                          */
6367                         new = old * 2;
6368                         if (new < max_cfs_quota_period) {
6369                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
6370                                 cfs_b->quota *= 2;
6371                                 cfs_b->burst *= 2;
6372
6373                                 pr_warn_ratelimited(
6374         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
6375                                         smp_processor_id(),
6376                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
6377                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
6378                         } else {
6379                                 pr_warn_ratelimited(
6380         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
6381                                         smp_processor_id(),
6382                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
6383                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
6384                         }
6385
6386                         /* reset count so we don't come right back in here */
6387                         count = 0;
6388                 }
6389         }
6390         if (idle)
6391                 cfs_b->period_active = 0;
6392         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
6393
6394         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
6395 }
6396
6397 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, struct cfs_bandwidth *parent)
6398 {
6399         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
6400         cfs_b->runtime = 0;
6401         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
6402         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
6403         cfs_b->burst = 0;
6404         cfs_b->hierarchical_quota = parent ? parent->hierarchical_quota : RUNTIME_INF;
6405
6406         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
6407         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
6408         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
6409
6410         /* Add a random offset so that timers interleave */
6411         hrtimer_set_expires(&cfs_b->period_timer,
6412                             get_random_u32_below(cfs_b->period));
6413         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
6414         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
6415         cfs_b->slack_started = false;
6416 }
6417
6418 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
6419 {
6420         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
6421         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
6422         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_csd_list);
6423 }
6424
6425 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
6426 {
6427         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
6428
6429         if (cfs_b->period_active)
6430                 return;
6431
6432         cfs_b->period_active = 1;
6433         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
6434         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
6435 }
6436
6437 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
6438 {
6439         int __maybe_unused i;
6440
6441         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
6442         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
6443                 return;
6444
6445         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
6446         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
6447
6448         /*
6449          * It is possible that we still have some cfs_rq's pending on a CSD
6450          * list, though this race is very rare. In order for this to occur, we
6451          * must have raced with the last task leaving the group while there
6452          * exist throttled cfs_rq(s), and the period_timer must have queued the
6453          * CSD item but the remote cpu has not yet processed it. To handle this,
6454          * we can simply flush all pending CSD work inline here. We're
6455          * guaranteed at this point that no additional cfs_rq of this group can
6456          * join a CSD list.
6457          */
6458 #ifdef CONFIG_SMP
6459         for_each_possible_cpu(i) {
6460                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6461                 unsigned long flags;
6462
6463                 if (list_empty(&rq->cfsb_csd_list))
6464                         continue;
6465
6466                 local_irq_save(flags);
6467                 __cfsb_csd_unthrottle(rq);
6468                 local_irq_restore(flags);
6469         }
6470 #endif
6471 }
6472
6473 /*
6474  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
6475  *
6476  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
6477  * bits doesn't do much.
6478  */
6479
6480 /* cpu online callback */
6481 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
6482 {
6483         struct task_group *tg;
6484
6485         lockdep_assert_rq_held(rq);
6486
6487         rcu_read_lock();
6488         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
6489                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6490                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
6491
6492                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
6493                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6494                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
6495         }
6496         rcu_read_unlock();
6497 }
6498
6499 /* cpu offline callback */
6500 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
6501 {
6502         struct task_group *tg;
6503
6504         lockdep_assert_rq_held(rq);
6505
6506         /*
6507          * The rq clock has already been updated in the
6508          * set_rq_offline(), so we should skip updating
6509          * the rq clock again in unthrottle_cfs_rq().
6510          */
6511         rq_clock_start_loop_update(rq);
6512
6513         rcu_read_lock();
6514         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
6515                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
6516
6517                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
6518                         continue;
6519
6520                 /*
6521                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
6522                  * there's some valid quota amount
6523                  */
6524                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
6525                 /*
6526                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
6527                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
6528                  */
6529                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
6530
6531                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6532                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6533         }
6534         rcu_read_unlock();
6535
6536         rq_clock_stop_loop_update(rq);
6537 }
6538
6539 bool cfs_task_bw_constrained(struct task_struct *p)
6540 {
6541         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
6542
6543         if (!cfs_bandwidth_used())
6544                 return false;
6545
6546         if (cfs_rq->runtime_enabled ||
6547             tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg)->hierarchical_quota != RUNTIME_INF)
6548                 return true;
6549
6550         return false;
6551 }
6552
6553 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
6554 /* called from pick_next_task_fair() */
6555 static void sched_fair_update_stop_tick(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6556 {
6557         int cpu = cpu_of(rq);
6558
6559         if (!sched_feat(HZ_BW) || !cfs_bandwidth_used())
6560                 return;
6561
6562         if (!tick_nohz_full_cpu(cpu))
6563                 return;
6564
6565         if (rq->nr_running != 1)
6566                 return;
6567
6568         /*
6569          *  We know there is only one task runnable and we've just picked it. The
6570          *  normal enqueue path will have cleared TICK_DEP_BIT_SCHED if we will
6571          *  be otherwise able to stop the tick. Just need to check if we are using
6572          *  bandwidth control.
6573          */
6574         if (cfs_task_bw_constrained(p))
6575                 tick_nohz_dep_set_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_SCHED);
6576 }
6577 #endif
6578
6579 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
6580
6581 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
6582 {
6583         return false;
6584 }
6585
6586 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
6587 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
6588 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
6589 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
6590 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
6591
6592 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
6593 {
6594         return 0;
6595 }
6596
6597 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
6598 {
6599         return 0;
6600 }
6601
6602 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
6603                                     int src_cpu, int dest_cpu)
6604 {
6605         return 0;
6606 }
6607
6608 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6609 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, struct cfs_bandwidth *parent) {}
6610 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
6611 #endif
6612
6613 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
6614 {
6615         return NULL;
6616 }
6617 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
6618 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
6619 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
6620 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6621 bool cfs_task_bw_constrained(struct task_struct *p)
6622 {
6623         return false;
6624 }
6625 #endif
6626 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
6627
6628 #if !defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH) || !defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
6629 static inline void sched_fair_update_stop_tick(struct rq *rq, struct task_struct *p) {}
6630 #endif
6631
6632 /**************************************************
6633  * CFS operations on tasks:
6634  */
6635
6636 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
6637 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6638 {
6639         struct sched_entity *se = &p->se;
6640
6641         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
6642
6643         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
6644                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
6645                 u64 slice = se->slice;
6646                 s64 delta = slice - ran;
6647
6648                 if (delta < 0) {
6649                         if (task_current(rq, p))
6650                                 resched_curr(rq);
6651                         return;
6652                 }
6653                 hrtick_start(rq, delta);
6654         }
6655 }
6656
6657 /*
6658  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
6659  * current task is from our class and nr_running is low enough
6660  * to matter.
6661  */
6662 static void hrtick_update(struct rq *rq)
6663 {
6664         struct task_struct *curr = rq->curr;
6665
6666         if (!hrtick_enabled_fair(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
6667                 return;
6668
6669         hrtick_start_fair(rq, curr);
6670 }
6671 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
6672 static inline void
6673 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6674 {
6675 }
6676
6677 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
6678 {
6679 }
6680 #endif
6681
6682 #ifdef CONFIG_SMP
6683 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
6684 {
6685         unsigned long  rq_util_min, rq_util_max;
6686
6687         if (!sched_energy_enabled())
6688                 return false;
6689
6690         rq_util_min = uclamp_rq_get(cpu_rq(cpu), UCLAMP_MIN);
6691         rq_util_max = uclamp_rq_get(cpu_rq(cpu), UCLAMP_MAX);
6692
6693         /* Return true only if the utilization doesn't fit CPU's capacity */
6694         return !util_fits_cpu(cpu_util_cfs(cpu), rq_util_min, rq_util_max, cpu);
6695 }
6696
6697 /*
6698  * overutilized value make sense only if EAS is enabled
6699  */
6700 static inline bool is_rd_overutilized(struct root_domain *rd)
6701 {
6702         return !sched_energy_enabled() || READ_ONCE(rd->overutilized);
6703 }
6704
6705 static inline void set_rd_overutilized(struct root_domain *rd, bool flag)
6706 {
6707         if (!sched_energy_enabled())
6708                 return;
6709
6710         WRITE_ONCE(rd->overutilized, flag);
6711         trace_sched_overutilized_tp(rd, flag);
6712 }
6713
6714 static inline void check_update_overutilized_status(struct rq *rq)
6715 {
6716         /*
6717          * overutilized field is used for load balancing decisions only
6718          * if energy aware scheduler is being used
6719          */
6720
6721         if (!is_rd_overutilized(rq->rd) && cpu_overutilized(rq->cpu))
6722                 set_rd_overutilized(rq->rd, 1);
6723 }
6724 #else
6725 static inline void check_update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
6726 #endif
6727
6728 /* Runqueue only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
6729 static int sched_idle_rq(struct rq *rq)
6730 {
6731         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
6732                         rq->nr_running);
6733 }
6734
6735 #ifdef CONFIG_SMP
6736 static int sched_idle_cpu(int cpu)
6737 {
6738         return sched_idle_rq(cpu_rq(cpu));
6739 }
6740 #endif
6741
6742 /*
6743  * The enqueue_task method is called before nr_running is
6744  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
6745  * then put the task into the rbtree:
6746  */
6747 static void
6748 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
6749 {
6750         struct cfs_rq *cfs_rq;
6751         struct sched_entity *se = &p->se;
6752         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
6753         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
6754
6755         /*
6756          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
6757          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
6758          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
6759          * estimated utilization, before we update schedutil.
6760          */
6761         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
6762
6763         /*
6764          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
6765          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
6766          * passed.
6767          */
6768         if (p->in_iowait)
6769                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
6770
6771         for_each_sched_entity(se) {
6772                 if (se->on_rq)
6773                         break;
6774                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6775                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
6776
6777                 cfs_rq->h_nr_running++;
6778                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
6779
6780                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
6781                         idle_h_nr_running = 1;
6782
6783                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
6784                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6785                         goto enqueue_throttle;
6786
6787                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
6788         }
6789
6790         for_each_sched_entity(se) {
6791                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6792
6793                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
6794                 se_update_runnable(se);
6795                 update_cfs_group(se);
6796
6797                 cfs_rq->h_nr_running++;
6798                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
6799
6800                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
6801                         idle_h_nr_running = 1;
6802
6803                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
6804                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6805                         goto enqueue_throttle;
6806         }
6807
6808         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
6809         add_nr_running(rq, 1);
6810
6811         /*
6812          * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
6813          * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
6814          * ability to cross the overutilized threshold, which will
6815          * result in the load balancer ruining all the task placement
6816          * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
6817          * for the first enqueue operation of new tasks during the
6818          * overutilized flag detection.
6819          *
6820          * A better way of solving this problem would be to wait for
6821          * the PELT signals of tasks to converge before taking them
6822          * into account, but that is not straightforward to implement,
6823          * and the following generally works well enough in practice.
6824          */
6825         if (!task_new)
6826                 check_update_overutilized_status(rq);
6827
6828 enqueue_throttle:
6829         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
6830
6831         hrtick_update(rq);
6832 }
6833
6834 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
6835
6836 /*
6837  * The dequeue_task method is called before nr_running is
6838  * decreased. We remove the task from the rbtree and
6839  * update the fair scheduling stats:
6840  */
6841 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
6842 {
6843         struct cfs_rq *cfs_rq;
6844         struct sched_entity *se = &p->se;
6845         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
6846         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
6847         bool was_sched_idle = sched_idle_rq(rq);
6848
6849         util_est_dequeue(&rq->cfs, p);
6850
6851         for_each_sched_entity(se) {
6852                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6853                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
6854
6855                 cfs_rq->h_nr_running--;
6856                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
6857
6858                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
6859                         idle_h_nr_running = 1;
6860
6861                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
6862                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6863                         goto dequeue_throttle;
6864
6865                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
6866                 if (cfs_rq->load.weight) {
6867                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
6868                         se = parent_entity(se);
6869                         /*
6870                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
6871                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
6872                          */
6873                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
6874                                 set_next_buddy(se);
6875                         break;
6876                 }
6877                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
6878         }
6879
6880         for_each_sched_entity(se) {
6881                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6882
6883                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
6884                 se_update_runnable(se);
6885                 update_cfs_group(se);
6886
6887                 cfs_rq->h_nr_running--;
6888                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
6889
6890                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
6891                         idle_h_nr_running = 1;
6892
6893                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
6894                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6895                         goto dequeue_throttle;
6896
6897         }
6898
6899         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
6900         sub_nr_running(rq, 1);
6901
6902         /* balance early to pull high priority tasks */
6903         if (unlikely(!was_sched_idle && sched_idle_rq(rq)))
6904                 rq->next_balance = jiffies;
6905
6906 dequeue_throttle:
6907         util_est_update(&rq->cfs, p, task_sleep);
6908         hrtick_update(rq);
6909 }
6910
6911 #ifdef CONFIG_SMP
6912
6913 /* Working cpumask for: sched_balance_rq(), sched_balance_newidle(). */
6914 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6915 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_rq_mask);
6916 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, should_we_balance_tmpmask);
6917
6918 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6919
6920 static struct {
6921         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6922         atomic_t nr_cpus;
6923         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
6924         int needs_update;               /* Newly idle CPUs need their next_balance collated */
6925         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6926         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
6927 } nohz ____cacheline_aligned;
6928
6929 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
6930
6931 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
6932 {
6933         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
6934 }
6935
6936 /*
6937  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
6938  * @cpu: the CPU which load is requested
6939  * @p: the task which load should be discounted
6940  *
6941  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
6942  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
6943  * CPU.
6944  *
6945  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
6946  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
6947  * load.
6948  */
6949 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6950 {
6951         struct cfs_rq *cfs_rq;
6952         unsigned int load;
6953
6954         /* Task has no contribution or is new */
6955         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6956                 return cpu_load(rq);
6957
6958         cfs_rq = &rq->cfs;
6959         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
6960
6961         /* Discount task's util from CPU's util */
6962         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
6963
6964         return load;
6965 }
6966
6967 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq)
6968 {
6969         return cfs_rq_runnable_avg(&rq->cfs);
6970 }
6971
6972 static unsigned long cpu_runnable_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6973 {
6974         struct cfs_rq *cfs_rq;
6975         unsigned int runnable;
6976
6977         /* Task has no contribution or is new */
6978         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6979                 return cpu_runnable(rq);
6980
6981         cfs_rq = &rq->cfs;
6982         runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
6983
6984         /* Discount task's runnable from CPU's runnable */
6985         lsub_positive(&runnable, p->se.avg.runnable_avg);
6986
6987         return runnable;
6988 }
6989
6990 static unsigned long capacity_of(int cpu)
6991 {
6992         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
6993 }
6994
6995 static void record_wakee(struct task_struct *p)
6996 {
6997         /*
6998          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
6999          * jiffy will not have built up many flips.
7000          */
7001         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
7002                 current->wakee_flips >>= 1;
7003                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
7004         }
7005
7006         if (current->last_wakee != p) {
7007                 current->last_wakee = p;
7008                 current->wakee_flips++;
7009         }
7010 }
7011
7012 /*
7013  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
7014  *
7015  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
7016  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
7017  *
7018  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
7019  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
7020  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
7021  *
7022  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
7023  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
7024  *
7025  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
7026  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
7027  * socket size.
7028  */
7029 static int wake_wide(struct task_struct *p)
7030 {
7031         unsigned int master = current->wakee_flips;
7032         unsigned int slave = p->wakee_flips;
7033         int factor = __this_cpu_read(sd_llc_size);
7034
7035         if (master < slave)
7036                 swap(master, slave);
7037         if (slave < factor || master < slave * factor)
7038                 return 0;
7039         return 1;
7040 }
7041
7042 /*
7043  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
7044  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
7045  * CPU.
7046  *
7047  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
7048  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
7049  *
7050  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
7051  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
7052  *                        for the overloaded case.
7053  */
7054 static int
7055 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
7056 {
7057         /*
7058          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
7059          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
7060          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
7061          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
7062          *
7063          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
7064          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
7065          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
7066          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
7067          * on one CPU.
7068          */
7069         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
7070                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
7071
7072         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
7073                 return this_cpu;
7074
7075         if (available_idle_cpu(prev_cpu))
7076                 return prev_cpu;
7077
7078         return nr_cpumask_bits;
7079 }
7080
7081 static int
7082 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
7083                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
7084 {
7085         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
7086         unsigned long task_load;
7087
7088         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
7089
7090         if (sync) {
7091                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
7092
7093                 if (current_load > this_eff_load)
7094                         return this_cpu;
7095
7096                 this_eff_load -= current_load;
7097         }
7098
7099         task_load = task_h_load(p);
7100
7101         this_eff_load += task_load;
7102         if (sched_feat(WA_BIAS))
7103                 this_eff_load *= 100;
7104         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
7105
7106         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
7107         prev_eff_load -= task_load;
7108         if (sched_feat(WA_BIAS))
7109                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
7110         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
7111
7112         /*
7113          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
7114          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
7115          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
7116          * idle.
7117          */
7118         if (sync)
7119                 prev_eff_load += 1;
7120
7121         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
7122 }
7123
7124 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
7125                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
7126 {
7127         int target = nr_cpumask_bits;
7128
7129         if (sched_feat(WA_IDLE))
7130                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
7131
7132         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
7133                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
7134
7135         schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_affine_attempts);
7136         if (target != this_cpu)
7137                 return prev_cpu;
7138
7139         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
7140         schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_affine);
7141         return target;
7142 }
7143
7144 static struct sched_group *
7145 sched_balance_find_dst_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu);
7146
7147 /*
7148  * sched_balance_find_dst_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
7149  */
7150 static int
7151 sched_balance_find_dst_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
7152 {
7153         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
7154         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
7155         u64 latest_idle_timestamp = 0;
7156         int least_loaded_cpu = this_cpu;
7157         int shallowest_idle_cpu = -1;
7158         int i;
7159
7160         /* Check if we have any choice: */
7161         if (group->group_weight == 1)
7162                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
7163
7164         /* Traverse only the allowed CPUs */
7165         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
7166                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7167
7168                 if (!sched_core_cookie_match(rq, p))
7169                         continue;
7170
7171                 if (sched_idle_cpu(i))
7172                         return i;
7173
7174                 if (available_idle_cpu(i)) {
7175                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
7176                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
7177                                 /*
7178                                  * We give priority to a CPU whose idle state
7179                                  * has the smallest exit latency irrespective
7180                                  * of any idle timestamp.
7181                                  */
7182                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
7183                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
7184                                 shallowest_idle_cpu = i;
7185                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
7186                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
7187                                 /*
7188                                  * If equal or no active idle state, then
7189                                  * the most recently idled CPU might have
7190                                  * a warmer cache.
7191                                  */
7192                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
7193                                 shallowest_idle_cpu = i;
7194                         }
7195                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
7196                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
7197                         if (load < min_load) {
7198                                 min_load = load;
7199                                 least_loaded_cpu = i;
7200                         }
7201                 }
7202         }
7203
7204         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
7205 }
7206
7207 static inline int sched_balance_find_dst_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
7208                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
7209 {
7210         int new_cpu = cpu;
7211
7212         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
7213                 return prev_cpu;
7214
7215         /*
7216          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
7217          * prev_cpu's last_update_time.
7218          */
7219         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
7220                 sync_entity_load_avg(&p->se);
7221
7222         while (sd) {
7223                 struct sched_group *group;
7224                 struct sched_domain *tmp;
7225                 int weight;
7226
7227                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
7228                         sd = sd->child;
7229                         continue;
7230                 }
7231
7232                 group = sched_balance_find_dst_group(sd, p, cpu);
7233                 if (!group) {
7234                         sd = sd->child;
7235                         continue;
7236                 }
7237
7238                 new_cpu = sched_balance_find_dst_group_cpu(group, p, cpu);
7239                 if (new_cpu == cpu) {
7240                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
7241                         sd = sd->child;
7242                         continue;
7243                 }
7244
7245                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
7246                 cpu = new_cpu;
7247                 weight = sd->span_weight;
7248                 sd = NULL;
7249                 for_each_domain(cpu, tmp) {
7250                         if (weight <= tmp->span_weight)
7251                                 break;
7252                         if (tmp->flags & sd_flag)
7253                                 sd = tmp;
7254                 }
7255         }
7256
7257         return new_cpu;
7258 }
7259
7260 static inline int __select_idle_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
7261 {
7262         if ((available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu)) &&
7263             sched_cpu_cookie_match(cpu_rq(cpu), p))
7264                 return cpu;
7265
7266         return -1;
7267 }
7268
7269 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7270 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
7271 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
7272
7273 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
7274 {
7275         struct sched_domain_shared *sds;
7276
7277         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
7278         if (sds)
7279                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
7280 }
7281
7282 static inline bool test_idle_cores(int cpu)
7283 {
7284         struct sched_domain_shared *sds;
7285
7286         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
7287         if (sds)
7288                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
7289
7290         return false;
7291 }
7292
7293 /*
7294  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
7295  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
7296  *
7297  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
7298  * state should be fairly cheap.
7299  */
7300 void __update_idle_core(struct rq *rq)
7301 {
7302         int core = cpu_of(rq);
7303         int cpu;
7304
7305         rcu_read_lock();
7306         if (test_idle_cores(core))
7307                 goto unlock;
7308
7309         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
7310                 if (cpu == core)
7311                         continue;
7312
7313                 if (!available_idle_cpu(cpu))
7314                         goto unlock;
7315         }
7316
7317         set_idle_cores(core, 1);
7318 unlock:
7319         rcu_read_unlock();
7320 }
7321
7322 /*
7323  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
7324  * there are no idle cores left in the system; tracked through
7325  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
7326  */
7327 static int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
7328 {
7329         bool idle = true;
7330         int cpu;
7331
7332         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
7333                 if (!available_idle_cpu(cpu)) {
7334                         idle = false;
7335                         if (*idle_cpu == -1) {
7336                                 if (sched_idle_cpu(cpu) && cpumask_test_cpu(cpu, cpus)) {
7337                                         *idle_cpu = cpu;
7338                                         break;
7339                                 }
7340                                 continue;
7341                         }
7342                         break;
7343                 }
7344                 if (*idle_cpu == -1 && cpumask_test_cpu(cpu, cpus))
7345                         *idle_cpu = cpu;
7346         }
7347
7348         if (idle)
7349                 return core;
7350
7351         cpumask_andnot(cpus, cpus, cpu_smt_mask(core));
7352         return -1;
7353 }
7354
7355 /*
7356  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
7357  */
7358 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
7359 {
7360         int cpu;
7361
7362         for_each_cpu_and(cpu, cpu_smt_mask(target), p->cpus_ptr) {
7363                 if (cpu == target)
7364                         continue;
7365                 /*
7366                  * Check if the CPU is in the LLC scheduling domain of @target.
7367                  * Due to isolcpus, there is no guarantee that all the siblings are in the domain.
7368                  */
7369                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
7370                         continue;
7371                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
7372                         return cpu;
7373         }
7374
7375         return -1;
7376 }
7377
7378 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
7379
7380 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
7381 {
7382 }
7383
7384 static inline bool test_idle_cores(int cpu)
7385 {
7386         return false;
7387 }
7388
7389 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
7390 {
7391         return __select_idle_cpu(core, p);
7392 }
7393
7394 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
7395 {
7396         return -1;
7397 }
7398
7399 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
7400
7401 /*
7402  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
7403  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
7404  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
7405  */
7406 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, bool has_idle_core, int target)
7407 {
7408         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
7409         int i, cpu, idle_cpu = -1, nr = INT_MAX;
7410         struct sched_domain_shared *sd_share;
7411
7412         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
7413
7414         if (sched_feat(SIS_UTIL)) {
7415                 sd_share = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, target));
7416                 if (sd_share) {
7417                         /* because !--nr is the condition to stop scan */
7418                         nr = READ_ONCE(sd_share->nr_idle_scan) + 1;
7419                         /* overloaded LLC is unlikely to have idle cpu/core */
7420                         if (nr == 1)
7421                                 return -1;
7422                 }
7423         }
7424
7425         if (static_branch_unlikely(&sched_cluster_active)) {
7426                 struct sched_group *sg = sd->groups;
7427
7428                 if (sg->flags & SD_CLUSTER) {
7429                         for_each_cpu_wrap(cpu, sched_group_span(sg), target + 1) {
7430                                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, cpus))
7431                                         continue;
7432
7433                                 if (has_idle_core) {
7434                                         i = select_idle_core(p, cpu, cpus, &idle_cpu);
7435                                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
7436                                                 return i;
7437                                 } else {
7438                                         if (--nr <= 0)
7439                                                 return -1;
7440                                         idle_cpu = __select_idle_cpu(cpu, p);
7441                                         if ((unsigned int)idle_cpu < nr_cpumask_bits)
7442                                                 return idle_cpu;
7443                                 }
7444                         }
7445                         cpumask_andnot(cpus, cpus, sched_group_span(sg));
7446                 }
7447         }
7448
7449         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target + 1) {
7450                 if (has_idle_core) {
7451                         i = select_idle_core(p, cpu, cpus, &idle_cpu);
7452                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
7453                                 return i;
7454
7455                 } else {
7456                         if (--nr <= 0)
7457                                 return -1;
7458                         idle_cpu = __select_idle_cpu(cpu, p);
7459                         if ((unsigned int)idle_cpu < nr_cpumask_bits)
7460                                 break;
7461                 }
7462         }
7463
7464         if (has_idle_core)
7465                 set_idle_cores(target, false);
7466
7467         return idle_cpu;
7468 }
7469
7470 /*
7471  * Scan the asym_capacity domain for idle CPUs; pick the first idle one on which
7472  * the task fits. If no CPU is big enough, but there are idle ones, try to
7473  * maximize capacity.
7474  */
7475 static int
7476 select_idle_capacity(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
7477 {
7478         unsigned long task_util, util_min, util_max, best_cap = 0;
7479         int fits, best_fits = 0;
7480         int cpu, best_cpu = -1;
7481         struct cpumask *cpus;
7482
7483         cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
7484         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
7485
7486         task_util = task_util_est(p);
7487         util_min = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN);
7488         util_max = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX);
7489
7490         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
7491                 unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
7492
7493                 if (!available_idle_cpu(cpu) && !sched_idle_cpu(cpu))
7494                         continue;
7495
7496                 fits = util_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, cpu);
7497
7498                 /* This CPU fits with all requirements */
7499                 if (fits > 0)
7500                         return cpu;
7501                 /*
7502                  * Only the min performance hint (i.e. uclamp_min) doesn't fit.
7503                  * Look for the CPU with best capacity.
7504                  */
7505                 else if (fits < 0)
7506                         cpu_cap = get_actual_cpu_capacity(cpu);
7507
7508                 /*
7509                  * First, select CPU which fits better (-1 being better than 0).
7510                  * Then, select the one with best capacity at same level.
7511                  */
7512                 if ((fits < best_fits) ||
7513                     ((fits == best_fits) && (cpu_cap > best_cap))) {
7514                         best_cap = cpu_cap;
7515                         best_cpu = cpu;
7516                         best_fits = fits;
7517                 }
7518         }
7519
7520         return best_cpu;
7521 }
7522
7523 static inline bool asym_fits_cpu(unsigned long util,
7524                                  unsigned long util_min,
7525                                  unsigned long util_max,
7526                                  int cpu)
7527 {
7528         if (sched_asym_cpucap_active())
7529                 /*
7530                  * Return true only if the cpu fully fits the task requirements
7531                  * which include the utilization and the performance hints.
7532                  */
7533                 return (util_fits_cpu(util, util_min, util_max, cpu) > 0);
7534
7535         return true;
7536 }
7537
7538 /*
7539  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
7540  */
7541 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
7542 {
7543         bool has_idle_core = false;
7544         struct sched_domain *sd;
7545         unsigned long task_util, util_min, util_max;
7546         int i, recent_used_cpu, prev_aff = -1;
7547
7548         /*
7549          * On asymmetric system, update task utilization because we will check
7550          * that the task fits with CPU's capacity.
7551          */
7552         if (sched_asym_cpucap_active()) {
7553                 sync_entity_load_avg(&p->se);
7554                 task_util = task_util_est(p);
7555                 util_min = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN);
7556                 util_max = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX);
7557         }
7558
7559         /*
7560          * per-cpu select_rq_mask usage
7561          */
7562         lockdep_assert_irqs_disabled();
7563
7564         if ((available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target)) &&
7565             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, target))
7566                 return target;
7567
7568         /*
7569          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
7570          */
7571         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
7572             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)) &&
7573             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, prev)) {
7574
7575                 if (!static_branch_unlikely(&sched_cluster_active) ||
7576                     cpus_share_resources(prev, target))
7577                         return prev;
7578
7579                 prev_aff = prev;
7580         }
7581
7582         /*
7583          * Allow a per-cpu kthread to stack with the wakee if the
7584          * kworker thread and the tasks previous CPUs are the same.
7585          * The assumption is that the wakee queued work for the
7586          * per-cpu kthread that is now complete and the wakeup is
7587          * essentially a sync wakeup. An obvious example of this
7588          * pattern is IO completions.
7589          */
7590         if (is_per_cpu_kthread(current) &&
7591             in_task() &&
7592             prev == smp_processor_id() &&
7593             this_rq()->nr_running <= 1 &&
7594             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, prev)) {
7595                 return prev;
7596         }
7597
7598         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
7599         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
7600         p->recent_used_cpu = prev;
7601         if (recent_used_cpu != prev &&
7602             recent_used_cpu != target &&
7603             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
7604             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
7605             cpumask_test_cpu(recent_used_cpu, p->cpus_ptr) &&
7606             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, recent_used_cpu)) {
7607
7608                 if (!static_branch_unlikely(&sched_cluster_active) ||
7609                     cpus_share_resources(recent_used_cpu, target))
7610                         return recent_used_cpu;
7611
7612         } else {
7613                 recent_used_cpu = -1;
7614         }
7615
7616         /*
7617          * For asymmetric CPU capacity systems, our domain of interest is
7618          * sd_asym_cpucapacity rather than sd_llc.
7619          */
7620         if (sched_asym_cpucap_active()) {
7621                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, target));
7622                 /*
7623                  * On an asymmetric CPU capacity system where an exclusive
7624                  * cpuset defines a symmetric island (i.e. one unique
7625                  * capacity_orig value through the cpuset), the key will be set
7626                  * but the CPUs within that cpuset will not have a domain with
7627                  * SD_ASYM_CPUCAPACITY. These should follow the usual symmetric
7628                  * capacity path.
7629                  */
7630                 if (sd) {
7631                         i = select_idle_capacity(p, sd, target);
7632                         return ((unsigned)i < nr_cpumask_bits) ? i : target;
7633                 }
7634         }
7635
7636         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
7637         if (!sd)
7638                 return target;
7639
7640         if (sched_smt_active()) {
7641                 has_idle_core = test_idle_cores(target);
7642
7643                 if (!has_idle_core && cpus_share_cache(prev, target)) {
7644                         i = select_idle_smt(p, sd, prev);
7645                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
7646                                 return i;
7647                 }
7648         }
7649
7650         i = select_idle_cpu(p, sd, has_idle_core, target);
7651         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
7652                 return i;
7653
7654         /*
7655          * For cluster machines which have lower sharing cache like L2 or
7656          * LLC Tag, we tend to find an idle CPU in the target's cluster
7657          * first. But prev_cpu or recent_used_cpu may also be a good candidate,
7658          * use them if possible when no idle CPU found in select_idle_cpu().
7659          */
7660         if ((unsigned int)prev_aff < nr_cpumask_bits)
7661                 return prev_aff;
7662         if ((unsigned int)recent_used_cpu < nr_cpumask_bits)
7663                 return recent_used_cpu;
7664
7665         return target;
7666 }
7667
7668 /**
7669  * cpu_util() - Estimates the amount of CPU capacity used by CFS tasks.
7670  * @cpu: the CPU to get the utilization for
7671  * @p: task for which the CPU utilization should be predicted or NULL
7672  * @dst_cpu: CPU @p migrates to, -1 if @p moves from @cpu or @p == NULL
7673  * @boost: 1 to enable boosting, otherwise 0
7674  *
7675  * The unit of the return value must be the same as the one of CPU capacity
7676  * so that CPU utilization can be compared with CPU capacity.
7677  *
7678  * CPU utilization is the sum of running time of runnable tasks plus the
7679  * recent utilization of currently non-runnable tasks on that CPU.
7680  * It represents the amount of CPU capacity currently used by CFS tasks in
7681  * the range [0..max CPU capacity] with max CPU capacity being the CPU
7682  * capacity at f_max.
7683  *
7684  * The estimated CPU utilization is defined as the maximum between CPU
7685  * utilization and sum of the estimated utilization of the currently
7686  * runnable tasks on that CPU. It preserves a utilization "snapshot" of
7687  * previously-executed tasks, which helps better deduce how busy a CPU will
7688  * be when a long-sleeping task wakes up. The contribution to CPU utilization
7689  * of such a task would be significantly decayed at this point of time.
7690  *
7691  * Boosted CPU utilization is defined as max(CPU runnable, CPU utilization).
7692  * CPU contention for CFS tasks can be detected by CPU runnable > CPU
7693  * utilization. Boosting is implemented in cpu_util() so that internal
7694  * users (e.g. EAS) can use it next to external users (e.g. schedutil),
7695  * latter via cpu_util_cfs_boost().
7696  *
7697  * CPU utilization can be higher than the current CPU capacity
7698  * (f_curr/f_max * max CPU capacity) or even the max CPU capacity because
7699  * of rounding errors as well as task migrations or wakeups of new tasks.
7700  * CPU utilization has to be capped to fit into the [0..max CPU capacity]
7701  * range. Otherwise a group of CPUs (CPU0 util = 121% + CPU1 util = 80%)
7702  * could be seen as over-utilized even though CPU1 has 20% of spare CPU
7703  * capacity. CPU utilization is allowed to overshoot current CPU capacity
7704  * though since this is useful for predicting the CPU capacity required
7705  * after task migrations (scheduler-driven DVFS).
7706  *
7707  * Return: (Boosted) (estimated) utilization for the specified CPU.
7708  */
7709 static unsigned long
7710 cpu_util(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu, int boost)
7711 {
7712         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
7713         unsigned long util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
7714         unsigned long runnable;
7715
7716         if (boost) {
7717                 runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
7718                 util = max(util, runnable);
7719         }
7720
7721         /*
7722          * If @dst_cpu is -1 or @p migrates from @cpu to @dst_cpu remove its
7723          * contribution. If @p migrates from another CPU to @cpu add its
7724          * contribution. In all the other cases @cpu is not impacted by the
7725          * migration so its util_avg is already correct.
7726          */
7727         if (p && task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
7728                 lsub_positive(&util, task_util(p));
7729         else if (p && task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
7730                 util += task_util(p);
7731
7732         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
7733                 unsigned long util_est;
7734
7735                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est);
7736
7737                 /*
7738                  * During wake-up @p isn't enqueued yet and doesn't contribute
7739                  * to any cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_est.
7740                  * If @dst_cpu == @cpu add it to "simulate" cpu_util after @p
7741                  * has been enqueued.
7742                  *
7743                  * During exec (@dst_cpu = -1) @p is enqueued and does
7744                  * contribute to cpu_rq(cpu)->cfs.util_est.
7745                  * Remove it to "simulate" cpu_util without @p's contribution.
7746                  *
7747                  * Despite the task_on_rq_queued(@p) check there is still a
7748                  * small window for a possible race when an exec
7749                  * select_task_rq_fair() races with LB's detach_task().
7750                  *
7751                  *   detach_task()
7752                  *     deactivate_task()
7753                  *       p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
7754                  *       -------------------------------- A
7755                  *       dequeue_task()                    \
7756                  *         dequeue_task_fair()              + Race Time
7757                  *           util_est_dequeue()            /
7758                  *       -------------------------------- B
7759                  *
7760                  * The additional check "current == p" is required to further
7761                  * reduce the race window.
7762                  */
7763                 if (dst_cpu == cpu)
7764                         util_est += _task_util_est(p);
7765                 else if (p && unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
7766                         lsub_positive(&util_est, _task_util_est(p));
7767
7768                 util = max(util, util_est);
7769         }
7770
7771         return min(util, arch_scale_cpu_capacity(cpu));
7772 }
7773
7774 unsigned long cpu_util_cfs(int cpu)
7775 {
7776         return cpu_util(cpu, NULL, -1, 0);
7777 }
7778
7779 unsigned long cpu_util_cfs_boost(int cpu)
7780 {
7781         return cpu_util(cpu, NULL, -1, 1);
7782 }
7783
7784 /*
7785  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
7786  * @cpu: the CPU which utilization is requested
7787  * @p: the task which utilization should be discounted
7788  *
7789  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
7790  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
7791  * execution on that CPU.
7792  *
7793  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
7794  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
7795  * contributing to the CPU utilization.
7796  */
7797 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
7798 {
7799         /* Task has no contribution or is new */
7800         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
7801                 p = NULL;
7802
7803         return cpu_util(cpu, p, -1, 0);
7804 }
7805
7806 /*
7807  * energy_env - Utilization landscape for energy estimation.
7808  * @task_busy_time: Utilization contribution by the task for which we test the
7809  *                  placement. Given by eenv_task_busy_time().
7810  * @pd_busy_time:   Utilization of the whole perf domain without the task
7811  *                  contribution. Given by eenv_pd_busy_time().
7812  * @cpu_cap:        Maximum CPU capacity for the perf domain.
7813  * @pd_cap:         Entire perf domain capacity. (pd->nr_cpus * cpu_cap).
7814  */
7815 struct energy_env {
7816         unsigned long task_busy_time;
7817         unsigned long pd_busy_time;
7818         unsigned long cpu_cap;
7819         unsigned long pd_cap;
7820 };
7821
7822 /*
7823  * Compute the task busy time for compute_energy(). This time cannot be
7824  * injected directly into effective_cpu_util() because of the IRQ scaling.
7825  * The latter only makes sense with the most recent CPUs where the task has
7826  * run.
7827  */
7828 static inline void eenv_task_busy_time(struct energy_env *eenv,
7829                                        struct task_struct *p, int prev_cpu)
7830 {
7831         unsigned long busy_time, max_cap = arch_scale_cpu_capacity(prev_cpu);
7832         unsigned long irq = cpu_util_irq(cpu_rq(prev_cpu));
7833
7834         if (unlikely(irq >= max_cap))
7835                 busy_time = max_cap;
7836         else
7837                 busy_time = scale_irq_capacity(task_util_est(p), irq, max_cap);
7838
7839         eenv->task_busy_time = busy_time;
7840 }
7841
7842 /*
7843  * Compute the perf_domain (PD) busy time for compute_energy(). Based on the
7844  * utilization for each @pd_cpus, it however doesn't take into account
7845  * clamping since the ratio (utilization / cpu_capacity) is already enough to
7846  * scale the EM reported power consumption at the (eventually clamped)
7847  * cpu_capacity.
7848  *
7849  * The contribution of the task @p for which we want to estimate the
7850  * energy cost is removed (by cpu_util()) and must be calculated
7851  * separately (see eenv_task_busy_time). This ensures:
7852  *
7853  *   - A stable PD utilization, no matter which CPU of that PD we want to place
7854  *     the task on.
7855  *
7856  *   - A fair comparison between CPUs as the task contribution (task_util())
7857  *     will always be the same no matter which CPU utilization we rely on
7858  *     (util_avg or util_est).
7859  *
7860  * Set @eenv busy time for the PD that spans @pd_cpus. This busy time can't
7861  * exceed @eenv->pd_cap.
7862  */
7863 static inline void eenv_pd_busy_time(struct energy_env *eenv,
7864                                      struct cpumask *pd_cpus,
7865                                      struct task_struct *p)
7866 {
7867         unsigned long busy_time = 0;
7868         int cpu;
7869
7870         for_each_cpu(cpu, pd_cpus) {
7871                 unsigned long util = cpu_util(cpu, p, -1, 0);
7872
7873                 busy_time += effective_cpu_util(cpu, util, NULL, NULL);
7874         }
7875
7876         eenv->pd_busy_time = min(eenv->pd_cap, busy_time);
7877 }
7878
7879 /*
7880  * Compute the maximum utilization for compute_energy() when the task @p
7881  * is placed on the cpu @dst_cpu.
7882  *
7883  * Returns the maximum utilization among @eenv->cpus. This utilization can't
7884  * exceed @eenv->cpu_cap.
7885  */
7886 static inline unsigned long
7887 eenv_pd_max_util(struct energy_env *eenv, struct cpumask *pd_cpus,
7888                  struct task_struct *p, int dst_cpu)
7889 {
7890         unsigned long max_util = 0;
7891         int cpu;
7892
7893         for_each_cpu(cpu, pd_cpus) {
7894                 struct task_struct *tsk = (cpu == dst_cpu) ? p : NULL;
7895                 unsigned long util = cpu_util(cpu, p, dst_cpu, 1);
7896                 unsigned long eff_util, min, max;
7897
7898                 /*
7899                  * Performance domain frequency: utilization clamping
7900                  * must be considered since it affects the selection
7901                  * of the performance domain frequency.
7902                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the min
7903                  * utilization can be max OPP.
7904                  */
7905                 eff_util = effective_cpu_util(cpu, util, &min, &max);
7906
7907                 /* Task's uclamp can modify min and max value */
7908                 if (tsk && uclamp_is_used()) {
7909                         min = max(min, uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN));
7910
7911                         /*
7912                          * If there is no active max uclamp constraint,
7913                          * directly use task's one, otherwise keep max.
7914                          */
7915                         if (uclamp_rq_is_idle(cpu_rq(cpu)))
7916                                 max = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX);
7917                         else
7918                                 max = max(max, uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
7919                 }
7920
7921                 eff_util = sugov_effective_cpu_perf(cpu, eff_util, min, max);
7922                 max_util = max(max_util, eff_util);
7923         }
7924
7925         return min(max_util, eenv->cpu_cap);
7926 }
7927
7928 /*
7929  * compute_energy(): Use the Energy Model to estimate the energy that @pd would
7930  * consume for a given utilization landscape @eenv. When @dst_cpu < 0, the task
7931  * contribution is ignored.
7932  */
7933 static inline unsigned long
7934 compute_energy(struct energy_env *eenv, struct perf_domain *pd,
7935                struct cpumask *pd_cpus, struct task_struct *p, int dst_cpu)
7936 {
7937         unsigned long max_util = eenv_pd_max_util(eenv, pd_cpus, p, dst_cpu);
7938         unsigned long busy_time = eenv->pd_busy_time;
7939         unsigned long energy;
7940
7941         if (dst_cpu >= 0)
7942                 busy_time = min(eenv->pd_cap, busy_time + eenv->task_busy_time);
7943
7944         energy = em_cpu_energy(pd->em_pd, max_util, busy_time, eenv->cpu_cap);
7945
7946         trace_sched_compute_energy_tp(p, dst_cpu, energy, max_util, busy_time);
7947
7948         return energy;
7949 }
7950
7951 /*
7952  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
7953  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
7954  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
7955  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
7956  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
7957  *
7958  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
7959  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
7960  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
7961  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
7962  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
7963  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
7964  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
7965  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
7966  * the best candidates of the performance domain.
7967  *
7968  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
7969  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
7970  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
7971  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
7972  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
7973  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
7974  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
7975  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
7976  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
7977  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
7978  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
7979  *
7980  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
7981  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
7982  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
7983  * placed by sched_balance_find_dst_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
7984  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
7985  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
7986  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
7987  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
7988  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
7989  */
7990 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
7991 {
7992         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
7993         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
7994         unsigned long p_util_min = uclamp_is_used() ? uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN) : 0;
7995         unsigned long p_util_max = uclamp_is_used() ? uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX) : 1024;
7996         struct root_domain *rd = this_rq()->rd;
7997         int cpu, best_energy_cpu, target = -1;
7998         int prev_fits = -1, best_fits = -1;
7999         unsigned long best_actual_cap = 0;
8000         unsigned long prev_actual_cap = 0;
8001         struct sched_domain *sd;
8002         struct perf_domain *pd;
8003         struct energy_env eenv;
8004
8005         rcu_read_lock();
8006         pd = rcu_dereference(rd->pd);
8007         if (!pd)
8008                 goto unlock;
8009
8010         /*
8011          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
8012          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
8013          */
8014         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
8015         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
8016                 sd = sd->parent;
8017         if (!sd)
8018                 goto unlock;
8019
8020         target = prev_cpu;
8021
8022         sync_entity_load_avg(&p->se);
8023         if (!task_util_est(p) && p_util_min == 0)
8024                 goto unlock;
8025
8026         eenv_task_busy_time(&eenv, p, prev_cpu);
8027
8028         for (; pd; pd = pd->next) {
8029                 unsigned long util_min = p_util_min, util_max = p_util_max;
8030                 unsigned long cpu_cap, cpu_actual_cap, util;
8031                 long prev_spare_cap = -1, max_spare_cap = -1;
8032                 unsigned long rq_util_min, rq_util_max;
8033                 unsigned long cur_delta, base_energy;
8034                 int max_spare_cap_cpu = -1;
8035                 int fits, max_fits = -1;
8036
8037                 cpumask_and(cpus, perf_domain_span(pd), cpu_online_mask);
8038
8039                 if (cpumask_empty(cpus))
8040                         continue;
8041
8042                 /* Account external pressure for the energy estimation */
8043                 cpu = cpumask_first(cpus);
8044                 cpu_actual_cap = get_actual_cpu_capacity(cpu);
8045
8046                 eenv.cpu_cap = cpu_actual_cap;
8047                 eenv.pd_cap = 0;
8048
8049                 for_each_cpu(cpu, cpus) {
8050                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8051
8052                         eenv.pd_cap += cpu_actual_cap;
8053
8054                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
8055                                 continue;
8056
8057                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
8058                                 continue;
8059
8060                         util = cpu_util(cpu, p, cpu, 0);
8061                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
8062
8063                         /*
8064                          * Skip CPUs that cannot satisfy the capacity request.
8065                          * IOW, placing the task there would make the CPU
8066                          * overutilized. Take uclamp into account to see how
8067                          * much capacity we can get out of the CPU; this is
8068                          * aligned with sched_cpu_util().
8069                          */
8070                         if (uclamp_is_used() && !uclamp_rq_is_idle(rq)) {
8071                                 /*
8072                                  * Open code uclamp_rq_util_with() except for
8073                                  * the clamp() part. I.e.: apply max aggregation
8074                                  * only. util_fits_cpu() logic requires to
8075                                  * operate on non clamped util but must use the
8076                                  * max-aggregated uclamp_{min, max}.
8077                                  */
8078                                 rq_util_min = uclamp_rq_get(rq, UCLAMP_MIN);
8079                                 rq_util_max = uclamp_rq_get(rq, UCLAMP_MAX);
8080
8081                                 util_min = max(rq_util_min, p_util_min);
8082                                 util_max = max(rq_util_max, p_util_max);
8083                         }
8084
8085                         fits = util_fits_cpu(util, util_min, util_max, cpu);
8086                         if (!fits)
8087                                 continue;
8088
8089                         lsub_positive(&cpu_cap, util);
8090
8091                         if (cpu == prev_cpu) {
8092                                 /* Always use prev_cpu as a candidate. */
8093                                 prev_spare_cap = cpu_cap;
8094                                 prev_fits = fits;
8095                         } else if ((fits > max_fits) ||
8096                                    ((fits == max_fits) && ((long)cpu_cap > max_spare_cap))) {
8097                                 /*
8098                                  * Find the CPU with the maximum spare capacity
8099                                  * among the remaining CPUs in the performance
8100                                  * domain.
8101                                  */
8102                                 max_spare_cap = cpu_cap;
8103                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
8104                                 max_fits = fits;
8105                         }
8106                 }
8107
8108                 if (max_spare_cap_cpu < 0 && prev_spare_cap < 0)
8109                         continue;
8110
8111                 eenv_pd_busy_time(&eenv, cpus, p);
8112                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
8113                 base_energy = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p, -1);
8114
8115                 /* Evaluate the energy impact of using prev_cpu. */
8116                 if (prev_spare_cap > -1) {
8117                         prev_delta = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p,
8118                                                     prev_cpu);
8119                         /* CPU utilization has changed */
8120                         if (prev_delta < base_energy)
8121                                 goto unlock;
8122                         prev_delta -= base_energy;
8123                         prev_actual_cap = cpu_actual_cap;
8124                         best_delta = min(best_delta, prev_delta);
8125                 }
8126
8127                 /* Evaluate the energy impact of using max_spare_cap_cpu. */
8128                 if (max_spare_cap_cpu >= 0 && max_spare_cap > prev_spare_cap) {
8129                         /* Current best energy cpu fits better */
8130                         if (max_fits < best_fits)
8131                                 continue;
8132
8133                         /*
8134                          * Both don't fit performance hint (i.e. uclamp_min)
8135                          * but best energy cpu has better capacity.
8136                          */
8137                         if ((max_fits < 0) &&
8138                             (cpu_actual_cap <= best_actual_cap))
8139                                 continue;
8140
8141                         cur_delta = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p,
8142                                                    max_spare_cap_cpu);
8143                         /* CPU utilization has changed */
8144                         if (cur_delta < base_energy)
8145                                 goto unlock;
8146                         cur_delta -= base_energy;
8147
8148                         /*
8149                          * Both fit for the task but best energy cpu has lower
8150                          * energy impact.
8151                          */
8152                         if ((max_fits > 0) && (best_fits > 0) &&
8153                             (cur_delta >= best_delta))
8154                                 continue;
8155
8156                         best_delta = cur_delta;
8157                         best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
8158                         best_fits = max_fits;
8159                         best_actual_cap = cpu_actual_cap;
8160                 }
8161         }
8162         rcu_read_unlock();
8163
8164         if ((best_fits > prev_fits) ||
8165             ((best_fits > 0) && (best_delta < prev_delta)) ||
8166             ((best_fits < 0) && (best_actual_cap > prev_actual_cap)))
8167                 target = best_energy_cpu;
8168
8169         return target;
8170
8171 unlock:
8172         rcu_read_unlock();
8173
8174         return target;
8175 }
8176
8177 /*
8178  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
8179  * that have the relevant SD flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
8180  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
8181  *
8182  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
8183  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
8184  *
8185  * Returns the target CPU number.
8186  */
8187 static int
8188 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int wake_flags)
8189 {
8190         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
8191         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
8192         int cpu = smp_processor_id();
8193         int new_cpu = prev_cpu;
8194         int want_affine = 0;
8195         /* SD_flags and WF_flags share the first nibble */
8196         int sd_flag = wake_flags & 0xF;
8197
8198         /*
8199          * required for stable ->cpus_allowed
8200          */
8201         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
8202         if (wake_flags & WF_TTWU) {
8203                 record_wakee(p);
8204
8205                 if ((wake_flags & WF_CURRENT_CPU) &&
8206                     cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
8207                         return cpu;
8208
8209                 if (!is_rd_overutilized(this_rq()->rd)) {
8210                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
8211                         if (new_cpu >= 0)
8212                                 return new_cpu;
8213                         new_cpu = prev_cpu;
8214                 }
8215
8216                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
8217         }
8218
8219         rcu_read_lock();
8220         for_each_domain(cpu, tmp) {
8221                 /*
8222                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
8223                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
8224                  */
8225                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
8226                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
8227                         if (cpu != prev_cpu)
8228                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
8229
8230                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
8231                         break;
8232                 }
8233
8234                 /*
8235                  * Usually only true for WF_EXEC and WF_FORK, as sched_domains
8236                  * usually do not have SD_BALANCE_WAKE set. That means wakeup
8237                  * will usually go to the fast path.
8238                  */
8239                 if (tmp->flags & sd_flag)
8240                         sd = tmp;
8241                 else if (!want_affine)
8242                         break;
8243         }
8244
8245         if (unlikely(sd)) {
8246                 /* Slow path */
8247                 new_cpu = sched_balance_find_dst_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
8248         } else if (wake_flags & WF_TTWU) { /* XXX always ? */
8249                 /* Fast path */
8250                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
8251         }
8252         rcu_read_unlock();
8253
8254         return new_cpu;
8255 }
8256
8257 /*
8258  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
8259  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
8260  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
8261  */
8262 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
8263 {
8264         struct sched_entity *se = &p->se;
8265
8266         if (!task_on_rq_migrating(p)) {
8267                 remove_entity_load_avg(se);
8268
8269                 /*
8270                  * Here, the task's PELT values have been updated according to
8271                  * the current rq's clock. But if that clock hasn't been
8272                  * updated in a while, a substantial idle time will be missed,
8273                  * leading to an inflation after wake-up on the new rq.
8274                  *
8275                  * Estimate the missing time from the cfs_rq last_update_time
8276                  * and update sched_avg to improve the PELT continuity after
8277                  * migration.
8278                  */
8279                 migrate_se_pelt_lag(se);
8280         }
8281
8282         /* Tell new CPU we are migrated */
8283         se->avg.last_update_time = 0;
8284
8285         update_scan_period(p, new_cpu);
8286 }
8287
8288 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
8289 {
8290         remove_entity_load_avg(&p->se);
8291 }
8292
8293 /*
8294  * Set the max capacity the task is allowed to run at for misfit detection.
8295  */
8296 static void set_task_max_allowed_capacity(struct task_struct *p)
8297 {
8298         struct asym_cap_data *entry;
8299
8300         if (!sched_asym_cpucap_active())
8301                 return;
8302
8303         rcu_read_lock();
8304         list_for_each_entry_rcu(entry, &asym_cap_list, link) {
8305                 cpumask_t *cpumask;
8306
8307                 cpumask = cpu_capacity_span(entry);
8308                 if (!cpumask_intersects(p->cpus_ptr, cpumask))
8309                         continue;
8310
8311                 p->max_allowed_capacity = entry->capacity;
8312                 break;
8313         }
8314         rcu_read_unlock();
8315 }
8316
8317 static void set_cpus_allowed_fair(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx)
8318 {
8319         set_cpus_allowed_common(p, ctx);
8320         set_task_max_allowed_capacity(p);
8321 }
8322
8323 static int
8324 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
8325 {
8326         if (rq->nr_running)
8327                 return 1;
8328
8329         return sched_balance_newidle(rq, rf) != 0;
8330 }
8331 #else
8332 static inline void set_task_max_allowed_capacity(struct task_struct *p) {}
8333 #endif /* CONFIG_SMP */
8334
8335 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
8336 {
8337         for_each_sched_entity(se) {
8338                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
8339                         return;
8340                 if (se_is_idle(se))
8341                         return;
8342                 cfs_rq_of(se)->next = se;
8343         }
8344 }
8345
8346 /*
8347  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
8348  */
8349 static void check_preempt_wakeup_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
8350 {
8351         struct task_struct *curr = rq->curr;
8352         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
8353         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
8354         int cse_is_idle, pse_is_idle;
8355
8356         if (unlikely(se == pse))
8357                 return;
8358
8359         /*
8360          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
8361          * unconditionally wakeup_preempt() after an enqueue (which may have
8362          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
8363          * next-buddy nomination below.
8364          */
8365         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
8366                 return;
8367
8368         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && !(wake_flags & WF_FORK)) {
8369                 set_next_buddy(pse);
8370         }
8371
8372         /*
8373          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
8374          * wake up path.
8375          *
8376          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
8377          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
8378          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
8379          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
8380          * below.
8381          */
8382         if (test_tsk_need_resched(curr))
8383                 return;
8384
8385         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
8386         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
8387             likely(!task_has_idle_policy(p)))
8388                 goto preempt;
8389
8390         /*
8391          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
8392          * is driven by the tick):
8393          */
8394         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
8395                 return;
8396
8397         find_matching_se(&se, &pse);
8398         WARN_ON_ONCE(!pse);
8399
8400         cse_is_idle = se_is_idle(se);
8401         pse_is_idle = se_is_idle(pse);
8402
8403         /*
8404          * Preempt an idle group in favor of a non-idle group (and don't preempt
8405          * in the inverse case).
8406          */
8407         if (cse_is_idle && !pse_is_idle)
8408                 goto preempt;
8409         if (cse_is_idle != pse_is_idle)
8410                 return;
8411
8412         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8413         update_curr(cfs_rq);
8414
8415         /*
8416          * XXX pick_eevdf(cfs_rq) != se ?
8417          */
8418         if (pick_eevdf(cfs_rq) == pse)
8419                 goto preempt;
8420
8421         return;
8422
8423 preempt:
8424         resched_curr(rq);
8425 }
8426
8427 #ifdef CONFIG_SMP
8428 static struct task_struct *pick_task_fair(struct rq *rq)
8429 {
8430         struct sched_entity *se;
8431         struct cfs_rq *cfs_rq;
8432
8433 again:
8434         cfs_rq = &rq->cfs;
8435         if (!cfs_rq->nr_running)
8436                 return NULL;
8437
8438         do {
8439                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
8440
8441                 /* When we pick for a remote RQ, we'll not have done put_prev_entity() */
8442                 if (curr) {
8443                         if (curr->on_rq)
8444                                 update_curr(cfs_rq);
8445                         else
8446                                 curr = NULL;
8447
8448                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
8449                                 goto again;
8450                 }
8451
8452                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
8453                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8454         } while (cfs_rq);
8455
8456         return task_of(se);
8457 }
8458 #endif
8459
8460 struct task_struct *
8461 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
8462 {
8463         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
8464         struct sched_entity *se;
8465         struct task_struct *p;
8466         int new_tasks;
8467
8468 again:
8469         if (!sched_fair_runnable(rq))
8470                 goto idle;
8471
8472 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8473         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
8474                 goto simple;
8475
8476         /*
8477          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
8478          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
8479          *
8480          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
8481          * hierarchy, only change the part that actually changes.
8482          */
8483
8484         do {
8485                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
8486
8487                 /*
8488                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
8489                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
8490                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
8491                  * forget we've ever seen it.
8492                  */
8493                 if (curr) {
8494                         if (curr->on_rq)
8495                                 update_curr(cfs_rq);
8496                         else
8497                                 curr = NULL;
8498
8499                         /*
8500                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
8501                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
8502                          * Therefore the nr_running test will indeed
8503                          * be correct.
8504                          */
8505                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
8506                                 cfs_rq = &rq->cfs;
8507
8508                                 if (!cfs_rq->nr_running)
8509                                         goto idle;
8510
8511                                 goto simple;
8512                         }
8513                 }
8514
8515                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
8516                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8517         } while (cfs_rq);
8518
8519         p = task_of(se);
8520
8521         /*
8522          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
8523          * is a different task than we started out with, try and touch the
8524          * least amount of cfs_rqs.
8525          */
8526         if (prev != p) {
8527                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
8528
8529                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
8530                         int se_depth = se->depth;
8531                         int pse_depth = pse->depth;
8532
8533                         if (se_depth <= pse_depth) {
8534                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
8535                                 pse = parent_entity(pse);
8536                         }
8537                         if (se_depth >= pse_depth) {
8538                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
8539                                 se = parent_entity(se);
8540                         }
8541                 }
8542
8543                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
8544                 set_next_entity(cfs_rq, se);
8545         }
8546
8547         goto done;
8548 simple:
8549 #endif
8550         if (prev)
8551                 put_prev_task(rq, prev);
8552
8553         do {
8554                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
8555                 set_next_entity(cfs_rq, se);
8556                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8557         } while (cfs_rq);
8558
8559         p = task_of(se);
8560
8561 done: __maybe_unused;
8562 #ifdef CONFIG_SMP
8563         /*
8564          * Move the next running task to the front of
8565          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
8566          * one.
8567          */
8568         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
8569 #endif
8570
8571         if (hrtick_enabled_fair(rq))
8572                 hrtick_start_fair(rq, p);
8573
8574         update_misfit_status(p, rq);
8575         sched_fair_update_stop_tick(rq, p);
8576
8577         return p;
8578
8579 idle:
8580         if (!rf)
8581                 return NULL;
8582
8583         new_tasks = sched_balance_newidle(rq, rf);
8584
8585         /*
8586          * Because sched_balance_newidle() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
8587          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
8588          * must re-start the pick_next_entity() loop.
8589          */
8590         if (new_tasks < 0)
8591                 return RETRY_TASK;
8592
8593         if (new_tasks > 0)
8594                 goto again;
8595
8596         /*
8597          * rq is about to be idle, check if we need to update the
8598          * lost_idle_time of clock_pelt
8599          */
8600         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
8601
8602         return NULL;
8603 }
8604
8605 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
8606 {
8607         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
8608 }
8609
8610 /*
8611  * Account for a descheduled task:
8612  */
8613 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
8614 {
8615         struct sched_entity *se = &prev->se;
8616         struct cfs_rq *cfs_rq;
8617
8618         for_each_sched_entity(se) {
8619                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8620                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
8621         }
8622 }
8623
8624 /*
8625  * sched_yield() is very simple
8626  */
8627 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
8628 {
8629         struct task_struct *curr = rq->curr;
8630         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
8631         struct sched_entity *se = &curr->se;
8632
8633         /*
8634          * Are we the only task in the tree?
8635          */
8636         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
8637                 return;
8638
8639         clear_buddies(cfs_rq, se);
8640
8641         update_rq_clock(rq);
8642         /*
8643          * Update run-time statistics of the 'current'.
8644          */
8645         update_curr(cfs_rq);
8646         /*
8647          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
8648          * so we don't do microscopic update in schedule()
8649          * and double the fastpath cost.
8650          */
8651         rq_clock_skip_update(rq);
8652
8653         se->deadline += calc_delta_fair(se->slice, se);
8654 }
8655
8656 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8657 {
8658         struct sched_entity *se = &p->se;
8659
8660         /* throttled hierarchies are not runnable */
8661         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
8662                 return false;
8663
8664         /* Tell the scheduler that we'd really like se to run next. */
8665         set_next_buddy(se);
8666
8667         yield_task_fair(rq);
8668
8669         return true;
8670 }
8671
8672 #ifdef CONFIG_SMP
8673 /**************************************************
8674  * Fair scheduling class load-balancing methods.
8675  *
8676  * BASICS
8677  *
8678  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
8679  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
8680  * time to each task. This is expressed in the following equation:
8681  *
8682  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
8683  *
8684  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
8685  * W_i,0 is defined as:
8686  *
8687  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
8688  *
8689  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
8690  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
8691  *
8692  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
8693  * weight:
8694  *
8695  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
8696  *
8697  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
8698  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
8699  * can also include other factors [XXX].
8700  *
8701  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
8702  * directly from (1):
8703  *
8704  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
8705  *
8706  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
8707  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
8708  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
8709  *
8710  * [XXX expand on:
8711  *     - infeasible weights;
8712  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
8713  *
8714  *
8715  * SCHED DOMAINS
8716  *
8717  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
8718  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
8719  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
8720  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
8721  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
8722  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
8723  * the groups.
8724  *
8725  * This yields:
8726  *
8727  *     log_2 n     1     n
8728  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
8729  *     i = 0      2^i   2^i
8730  *                               `- size of each group
8731  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
8732  *         |         `- freq
8733  *         `- sum over all levels
8734  *
8735  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
8736  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
8737  *
8738  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
8739  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
8740  *
8741  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
8742  *
8743  *             log_2 n
8744  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
8745  *             k = 0
8746  *
8747  * And you'll find that:
8748  *
8749  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
8750  *
8751  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
8752  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
8753  * of:
8754  *
8755  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
8756  *
8757  *
8758  * WORK CONSERVING
8759  *
8760  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
8761  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
8762  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
8763  *
8764  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
8765  * time.
8766  *
8767  * [XXX more?]
8768  *
8769  *
8770  * CGROUPS
8771  *
8772  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
8773  *
8774  *                                s_k,i
8775  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
8776  *                                 S_k
8777  *
8778  * Where
8779  *
8780  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
8781  *
8782  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
8783  *
8784  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
8785  * property.
8786  *
8787  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
8788  *      rewrite all of this once again.]
8789  */
8790
8791 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
8792
8793 enum fbq_type { regular, remote, all };
8794
8795 /*
8796  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
8797  *
8798  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
8799  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
8800  * group. See update_sd_pick_busiest().
8801  */
8802 enum group_type {
8803         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
8804         group_has_spare = 0,
8805         /*
8806          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
8807          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
8808          */
8809         group_fully_busy,
8810         /*
8811          * One task doesn't fit with CPU's capacity and must be migrated to a
8812          * more powerful CPU.
8813          */
8814         group_misfit_task,
8815         /*
8816          * Balance SMT group that's fully busy. Can benefit from migration
8817          * a task on SMT with busy sibling to another CPU on idle core.
8818          */
8819         group_smt_balance,
8820         /*
8821          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
8822          * and the task should be migrated to it instead of running on the
8823          * current CPU.
8824          */
8825         group_asym_packing,
8826         /*
8827          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
8828          * from balancing the load across the system.
8829          */
8830         group_imbalanced,
8831         /*
8832          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
8833          * tasks.
8834          */
8835         group_overloaded
8836 };
8837
8838 enum migration_type {
8839         migrate_load = 0,
8840         migrate_util,
8841         migrate_task,
8842         migrate_misfit
8843 };
8844
8845 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
8846 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
8847 #define LBF_DST_PINNED  0x04
8848 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
8849 #define LBF_ACTIVE_LB   0x10
8850
8851 struct lb_env {
8852         struct sched_domain     *sd;
8853
8854         struct rq               *src_rq;
8855         int                     src_cpu;
8856
8857         int                     dst_cpu;
8858         struct rq               *dst_rq;
8859
8860         struct cpumask          *dst_grpmask;
8861         int                     new_dst_cpu;
8862         enum cpu_idle_type      idle;
8863         long                    imbalance;
8864         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
8865         struct cpumask          *cpus;
8866
8867         unsigned int            flags;
8868
8869         unsigned int            loop;
8870         unsigned int            loop_break;
8871         unsigned int            loop_max;
8872
8873         enum fbq_type           fbq_type;
8874         enum migration_type     migration_type;
8875         struct list_head        tasks;
8876 };
8877
8878 /*
8879  * Is this task likely cache-hot:
8880  */
8881 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
8882 {
8883         s64 delta;
8884
8885         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8886
8887         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
8888                 return 0;
8889
8890         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
8891                 return 0;
8892
8893         /* SMT siblings share cache */
8894         if (env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
8895                 return 0;
8896
8897         /*
8898          * Buddy candidates are cache hot:
8899          */
8900         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
8901             (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next))
8902                 return 1;
8903
8904         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
8905                 return 1;
8906
8907         /*
8908          * Don't migrate task if the task's cookie does not match
8909          * with the destination CPU's core cookie.
8910          */
8911         if (!sched_core_cookie_match(cpu_rq(env->dst_cpu), p))
8912                 return 1;
8913
8914         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
8915                 return 0;
8916
8917         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
8918
8919         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
8920 }
8921
8922 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8923 /*
8924  * Returns 1, if task migration degrades locality
8925  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
8926  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
8927  */
8928 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
8929 {
8930         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
8931         unsigned long src_weight, dst_weight;
8932         int src_nid, dst_nid, dist;
8933
8934         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
8935                 return -1;
8936
8937         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
8938                 return -1;
8939
8940         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
8941         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
8942
8943         if (src_nid == dst_nid)
8944                 return -1;
8945
8946         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
8947         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
8948                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
8949                         return 1;
8950                 else
8951                         return -1;
8952         }
8953
8954         /* Encourage migration to the preferred node. */
8955         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
8956                 return 0;
8957
8958         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
8959         if (env->idle == CPU_IDLE)
8960                 return -1;
8961
8962         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
8963         if (numa_group) {
8964                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
8965                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
8966         } else {
8967                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
8968                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
8969         }
8970
8971         return dst_weight < src_weight;
8972 }
8973
8974 #else
8975 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
8976                                              struct lb_env *env)
8977 {
8978         return -1;
8979 }
8980 #endif
8981
8982 /*
8983  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
8984  */
8985 static
8986 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
8987 {
8988         int tsk_cache_hot;
8989
8990         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8991
8992         /*
8993          * We do not migrate tasks that are:
8994          * 1) throttled_lb_pair, or
8995          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
8996          * 3) running (obviously), or
8997          * 4) are cache-hot on their current CPU.
8998          */
8999         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
9000                 return 0;
9001
9002         /* Disregard percpu kthreads; they are where they need to be. */
9003         if (kthread_is_per_cpu(p))
9004                 return 0;
9005
9006         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
9007                 int cpu;
9008
9009                 schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_affine);
9010
9011                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
9012
9013                 /*
9014                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
9015                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
9016                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
9017                  *
9018                  * Avoid computing new_dst_cpu
9019                  * - for NEWLY_IDLE
9020                  * - if we have already computed one in current iteration
9021                  * - if it's an active balance
9022                  */
9023                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE ||
9024                     env->flags & (LBF_DST_PINNED | LBF_ACTIVE_LB))
9025                         return 0;
9026
9027                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
9028                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
9029                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
9030                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
9031                                 env->new_dst_cpu = cpu;
9032                                 break;
9033                         }
9034                 }
9035
9036                 return 0;
9037         }
9038
9039         /* Record that we found at least one task that could run on dst_cpu */
9040         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
9041
9042         if (task_on_cpu(env->src_rq, p)) {
9043                 schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_running);
9044                 return 0;
9045         }
9046
9047         /*
9048          * Aggressive migration if:
9049          * 1) active balance
9050          * 2) destination numa is preferred
9051          * 3) task is cache cold, or
9052          * 4) too many balance attempts have failed.
9053          */
9054         if (env->flags & LBF_ACTIVE_LB)
9055                 return 1;
9056
9057         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
9058         if (tsk_cache_hot == -1)
9059                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
9060
9061         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
9062             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
9063                 if (tsk_cache_hot == 1) {
9064                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
9065                         schedstat_inc(p->stats.nr_forced_migrations);
9066                 }
9067                 return 1;
9068         }
9069
9070         schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_hot);
9071         return 0;
9072 }
9073
9074 /*
9075  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
9076  */
9077 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
9078 {
9079         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
9080
9081         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
9082         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
9083 }
9084
9085 /*
9086  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
9087  * part of active balancing operations within "domain".
9088  *
9089  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
9090  */
9091 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
9092 {
9093         struct task_struct *p;
9094
9095         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
9096
9097         list_for_each_entry_reverse(p,
9098                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
9099                 if (!can_migrate_task(p, env))
9100                         continue;
9101
9102                 detach_task(p, env);
9103
9104                 /*
9105                  * Right now, this is only the second place where
9106                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
9107                  * so we can safely collect stats here rather than
9108                  * inside detach_tasks().
9109                  */
9110                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
9111                 return p;
9112         }
9113         return NULL;
9114 }
9115
9116 /*
9117  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
9118  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
9119  *
9120  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
9121  */
9122 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
9123 {
9124         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
9125         unsigned long util, load;
9126         struct task_struct *p;
9127         int detached = 0;
9128
9129         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
9130
9131         /*
9132          * Source run queue has been emptied by another CPU, clear
9133          * LBF_ALL_PINNED flag as we will not test any task.
9134          */
9135         if (env->src_rq->nr_running <= 1) {
9136                 env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
9137                 return 0;
9138         }
9139
9140         if (env->imbalance <= 0)
9141                 return 0;
9142
9143         while (!list_empty(tasks)) {
9144                 /*
9145                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
9146                  * which could at worst lead to a livelock crash.
9147                  */
9148                 if (env->idle && env->src_rq->nr_running <= 1)
9149                         break;
9150
9151                 env->loop++;
9152                 /*
9153                  * We've more or less seen every task there is, call it quits
9154                  * unless we haven't found any movable task yet.
9155                  */
9156                 if (env->loop > env->loop_max &&
9157                     !(env->flags & LBF_ALL_PINNED))
9158                         break;
9159
9160                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
9161                 if (env->loop > env->loop_break) {
9162                         env->loop_break += SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
9163                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
9164                         break;
9165                 }
9166
9167                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
9168
9169                 if (!can_migrate_task(p, env))
9170                         goto next;
9171
9172                 switch (env->migration_type) {
9173                 case migrate_load:
9174                         /*
9175                          * Depending of the number of CPUs and tasks and the
9176                          * cgroup hierarchy, task_h_load() can return a null
9177                          * value. Make sure that env->imbalance decreases
9178                          * otherwise detach_tasks() will stop only after
9179                          * detaching up to loop_max tasks.
9180                          */
9181                         load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
9182
9183                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
9184                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
9185                                 goto next;
9186
9187                         /*
9188                          * Make sure that we don't migrate too much load.
9189                          * Nevertheless, let relax the constraint if
9190                          * scheduler fails to find a good waiting task to
9191                          * migrate.
9192                          */
9193                         if (shr_bound(load, env->sd->nr_balance_failed) > env->imbalance)
9194                                 goto next;
9195
9196                         env->imbalance -= load;
9197                         break;
9198
9199                 case migrate_util:
9200                         util = task_util_est(p);
9201
9202                         if (shr_bound(util, env->sd->nr_balance_failed) > env->imbalance)
9203                                 goto next;
9204
9205                         env->imbalance -= util;
9206                         break;
9207
9208                 case migrate_task:
9209                         env->imbalance--;
9210                         break;
9211
9212                 case migrate_misfit:
9213                         /* This is not a misfit task */
9214                         if (task_fits_cpu(p, env->src_cpu))
9215                                 goto next;
9216
9217                         env->imbalance = 0;
9218                         break;
9219                 }
9220
9221                 detach_task(p, env);
9222                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
9223
9224                 detached++;
9225
9226 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
9227                 /*
9228                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
9229                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
9230                  * the critical section.
9231                  */
9232                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9233                         break;
9234 #endif
9235
9236                 /*
9237                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
9238                  * load/util/tasks.
9239                  */
9240                 if (env->imbalance <= 0)
9241                         break;
9242
9243                 continue;
9244 next:
9245                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
9246         }
9247
9248         /*
9249          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
9250          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
9251          * than inside detach_one_task().
9252          */
9253         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
9254
9255         return detached;
9256 }
9257
9258 /*
9259  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
9260  */
9261 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9262 {
9263         lockdep_assert_rq_held(rq);
9264
9265         WARN_ON_ONCE(task_rq(p) != rq);
9266         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
9267         wakeup_preempt(rq, p, 0);
9268 }
9269
9270 /*
9271  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
9272  * its new rq.
9273  */
9274 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9275 {
9276         struct rq_flags rf;
9277
9278         rq_lock(rq, &rf);
9279         update_rq_clock(rq);
9280         attach_task(rq, p);
9281         rq_unlock(rq, &rf);
9282 }
9283
9284 /*
9285  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
9286  * new rq.
9287  */
9288 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
9289 {
9290         struct list_head *tasks = &env->tasks;
9291         struct task_struct *p;
9292         struct rq_flags rf;
9293
9294         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
9295         update_rq_clock(env->dst_rq);
9296
9297         while (!list_empty(tasks)) {
9298                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
9299                 list_del_init(&p->se.group_node);
9300
9301                 attach_task(env->dst_rq, p);
9302         }
9303
9304         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
9305 }
9306
9307 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9308 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
9309 {
9310         if (cfs_rq->avg.load_avg)
9311                 return true;
9312
9313         if (cfs_rq->avg.util_avg)
9314                 return true;
9315
9316         return false;
9317 }
9318
9319 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
9320 {
9321         if (cpu_util_rt(rq))
9322                 return true;
9323
9324         if (cpu_util_dl(rq))
9325                 return true;
9326
9327         if (hw_load_avg(rq))
9328                 return true;
9329
9330         if (cpu_util_irq(rq))
9331                 return true;
9332
9333         return false;
9334 }
9335
9336 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq)
9337 {
9338         WRITE_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick, jiffies);
9339 }
9340
9341 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
9342 {
9343         if (!has_blocked)
9344                 rq->has_blocked_load = 0;
9345 }
9346 #else
9347 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
9348 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
9349 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq) {}
9350 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
9351 #endif
9352
9353 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
9354 {
9355         const struct sched_class *curr_class;
9356         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
9357         unsigned long hw_pressure;
9358         bool decayed;
9359
9360         /*
9361          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
9362          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
9363          */
9364         curr_class = rq->curr->sched_class;
9365
9366         hw_pressure = arch_scale_hw_pressure(cpu_of(rq));
9367
9368         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
9369                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
9370                   update_hw_load_avg(now, rq, hw_pressure) |
9371                   update_irq_load_avg(rq, 0);
9372
9373         if (others_have_blocked(rq))
9374                 *done = false;
9375
9376         return decayed;
9377 }
9378
9379 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9380
9381 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
9382 {
9383         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
9384         bool decayed = false;
9385         int cpu = cpu_of(rq);
9386
9387         /*
9388          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
9389          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
9390          */
9391         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
9392                 struct sched_entity *se;
9393
9394                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
9395                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
9396
9397                         if (cfs_rq->nr_running == 0)
9398                                 update_idle_cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
9399
9400                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
9401                                 decayed = true;
9402                 }
9403
9404                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
9405                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
9406                 if (se && !skip_blocked_update(se))
9407                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
9408
9409                 /*
9410                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
9411                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
9412                  */
9413                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
9414                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
9415
9416                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
9417                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
9418                         *done = false;
9419         }
9420
9421         return decayed;
9422 }
9423
9424 /*
9425  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
9426  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
9427  * group is a fraction of its parents load.
9428  */
9429 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
9430 {
9431         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
9432         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
9433         unsigned long now = jiffies;
9434         unsigned long load;
9435
9436         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
9437                 return;
9438
9439         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
9440         for_each_sched_entity(se) {
9441                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9442                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
9443                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
9444                         break;
9445         }
9446
9447         if (!se) {
9448                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
9449                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
9450         }
9451
9452         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
9453                 load = cfs_rq->h_load;
9454                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
9455                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
9456                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
9457                 cfs_rq->h_load = load;
9458                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
9459         }
9460 }
9461
9462 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
9463 {
9464         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
9465
9466         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
9467         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
9468                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
9469 }
9470 #else
9471 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
9472 {
9473         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
9474         bool decayed;
9475
9476         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
9477         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
9478                 *done = false;
9479
9480         return decayed;
9481 }
9482
9483 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
9484 {
9485         return p->se.avg.load_avg;
9486 }
9487 #endif
9488
9489 static void sched_balance_update_blocked_averages(int cpu)
9490 {
9491         bool decayed = false, done = true;
9492         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9493         struct rq_flags rf;
9494
9495         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9496         update_blocked_load_tick(rq);
9497         update_rq_clock(rq);
9498
9499         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
9500         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
9501
9502         update_blocked_load_status(rq, !done);
9503         if (decayed)
9504                 cpufreq_update_util(rq, 0);
9505         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9506 }
9507
9508 /********** Helpers for sched_balance_find_src_group ************************/
9509
9510 /*
9511  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load-balancing:
9512  */
9513 struct sg_lb_stats {
9514         unsigned long avg_load;                 /* Avg load            over the CPUs of the group */
9515         unsigned long group_load;               /* Total load          over the CPUs of the group */
9516         unsigned long group_capacity;           /* Capacity            over the CPUs of the group */
9517         unsigned long group_util;               /* Total utilization   over the CPUs of the group */
9518         unsigned long group_runnable;           /* Total runnable time over the CPUs of the group */
9519         unsigned int sum_nr_running;            /* Nr of all tasks running in the group */
9520         unsigned int sum_h_nr_running;          /* Nr of CFS tasks running in the group */
9521         unsigned int idle_cpus;                 /* Nr of idle CPUs         in the group */
9522         unsigned int group_weight;
9523         enum group_type group_type;
9524         unsigned int group_asym_packing;        /* Tasks should be moved to preferred CPU */
9525         unsigned int group_smt_balance;         /* Task on busy SMT be moved */
9526         unsigned long group_misfit_task_load;   /* A CPU has a task too big for its capacity */
9527 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9528         unsigned int nr_numa_running;
9529         unsigned int nr_preferred_running;
9530 #endif
9531 };
9532
9533 /*
9534  * sd_lb_stats - stats of a sched_domain required for load-balancing:
9535  */
9536 struct sd_lb_stats {
9537         struct sched_group *busiest;            /* Busiest group in this sd */
9538         struct sched_group *local;              /* Local group in this sd */
9539         unsigned long total_load;               /* Total load of all groups in sd */
9540         unsigned long total_capacity;           /* Total capacity of all groups in sd */
9541         unsigned long avg_load;                 /* Average load across all groups in sd */
9542         unsigned int prefer_sibling;            /* Tasks should go to sibling first */
9543
9544         struct sg_lb_stats busiest_stat;        /* Statistics of the busiest group */
9545         struct sg_lb_stats local_stat;          /* Statistics of the local group */
9546 };
9547
9548 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
9549 {
9550         /*
9551          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
9552          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
9553          * We must however set busiest_stat::group_type and
9554          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
9555          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
9556          */
9557         *sds = (struct sd_lb_stats){
9558                 .busiest = NULL,
9559                 .local = NULL,
9560                 .total_load = 0UL,
9561                 .total_capacity = 0UL,
9562                 .busiest_stat = {
9563                         .idle_cpus = UINT_MAX,
9564                         .group_type = group_has_spare,
9565                 },
9566         };
9567 }
9568
9569 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
9570 {
9571         unsigned long max = get_actual_cpu_capacity(cpu);
9572         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9573         unsigned long used, free;
9574         unsigned long irq;
9575
9576         irq = cpu_util_irq(rq);
9577
9578         if (unlikely(irq >= max))
9579                 return 1;
9580
9581         /*
9582          * avg_rt.util_avg and avg_dl.util_avg track binary signals
9583          * (running and not running) with weights 0 and 1024 respectively.
9584          */
9585         used = cpu_util_rt(rq);
9586         used += cpu_util_dl(rq);
9587
9588         if (unlikely(used >= max))
9589                 return 1;
9590
9591         free = max - used;
9592
9593         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
9594 }
9595
9596 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
9597 {
9598         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(cpu);
9599         struct sched_group *sdg = sd->groups;
9600
9601         if (!capacity)
9602                 capacity = 1;
9603
9604         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
9605         trace_sched_cpu_capacity_tp(cpu_rq(cpu));
9606
9607         sdg->sgc->capacity = capacity;
9608         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
9609         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
9610 }
9611
9612 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
9613 {
9614         struct sched_domain *child = sd->child;
9615         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
9616         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
9617         unsigned long interval;
9618
9619         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
9620         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9621         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
9622
9623         if (!child) {
9624                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
9625                 return;
9626         }
9627
9628         capacity = 0;
9629         min_capacity = ULONG_MAX;
9630         max_capacity = 0;
9631
9632         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
9633                 /*
9634                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
9635                  * span the current group.
9636                  */
9637
9638                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
9639                         unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
9640
9641                         capacity += cpu_cap;
9642                         min_capacity = min(cpu_cap, min_capacity);
9643                         max_capacity = max(cpu_cap, max_capacity);
9644                 }
9645         } else  {
9646                 /*
9647                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
9648                  * span the current group.
9649                  */
9650
9651                 group = child->groups;
9652                 do {
9653                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
9654
9655                         capacity += sgc->capacity;
9656                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
9657                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
9658                         group = group->next;
9659                 } while (group != child->groups);
9660         }
9661
9662         sdg->sgc->capacity = capacity;
9663         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
9664         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
9665 }
9666
9667 /*
9668  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
9669  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
9670  * Return true is the capacity is reduced
9671  */
9672 static inline int
9673 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
9674 {
9675         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
9676                                 (arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq)) * 100));
9677 }
9678
9679 /* Check if the rq has a misfit task */
9680 static inline bool check_misfit_status(struct rq *rq)
9681 {
9682         return rq->misfit_task_load;
9683 }
9684
9685 /*
9686  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
9687  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
9688  *
9689  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
9690  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
9691  * Something like:
9692  *
9693  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
9694  *              *     * * *
9695  *
9696  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
9697  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
9698  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
9699  *
9700  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
9701  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
9702  * moving tasks due to affinity constraints.
9703  *
9704  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
9705  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
9706  * sched_balance_find_src_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
9707  * to create an effective group imbalance.
9708  *
9709  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
9710  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
9711  * subtle and fragile situation.
9712  */
9713
9714 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
9715 {
9716         return group->sgc->imbalance;
9717 }
9718
9719 /*
9720  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
9721  * be used by some tasks.
9722  * We consider that a group has spare capacity if the number of task is
9723  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
9724  * available capacity for CFS tasks.
9725  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
9726  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
9727  * capacity in meaningful for the load balancer.
9728  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
9729  * any benefit for the load balance.
9730  */
9731 static inline bool
9732 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
9733 {
9734         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
9735                 return true;
9736
9737         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
9738                         (sgs->group_runnable * 100))
9739                 return false;
9740
9741         if ((sgs->group_capacity * 100) >
9742                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
9743                 return true;
9744
9745         return false;
9746 }
9747
9748 /*
9749  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
9750  *  handle.
9751  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
9752  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
9753  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
9754  *  false.
9755  */
9756 static inline bool
9757 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
9758 {
9759         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
9760                 return false;
9761
9762         if ((sgs->group_capacity * 100) <
9763                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
9764                 return true;
9765
9766         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
9767                         (sgs->group_runnable * 100))
9768                 return true;
9769
9770         return false;
9771 }
9772
9773 static inline enum
9774 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
9775                           struct sched_group *group,
9776                           struct sg_lb_stats *sgs)
9777 {
9778         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
9779                 return group_overloaded;
9780
9781         if (sg_imbalanced(group))
9782                 return group_imbalanced;
9783
9784         if (sgs->group_asym_packing)
9785                 return group_asym_packing;
9786
9787         if (sgs->group_smt_balance)
9788                 return group_smt_balance;
9789
9790         if (sgs->group_misfit_task_load)
9791                 return group_misfit_task;
9792
9793         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
9794                 return group_fully_busy;
9795
9796         return group_has_spare;
9797 }
9798
9799 /**
9800  * sched_use_asym_prio - Check whether asym_packing priority must be used
9801  * @sd:         The scheduling domain of the load balancing
9802  * @cpu:        A CPU
9803  *
9804  * Always use CPU priority when balancing load between SMT siblings. When
9805  * balancing load between cores, it is not sufficient that @cpu is idle. Only
9806  * use CPU priority if the whole core is idle.
9807  *
9808  * Returns: True if the priority of @cpu must be followed. False otherwise.
9809  */
9810 static bool sched_use_asym_prio(struct sched_domain *sd, int cpu)
9811 {
9812         if (!(sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
9813                 return false;
9814
9815         if (!sched_smt_active())
9816                 return true;
9817
9818         return sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY || is_core_idle(cpu);
9819 }
9820
9821 static inline bool sched_asym(struct sched_domain *sd, int dst_cpu, int src_cpu)
9822 {
9823         /*
9824          * First check if @dst_cpu can do asym_packing load balance. Only do it
9825          * if it has higher priority than @src_cpu.
9826          */
9827         return sched_use_asym_prio(sd, dst_cpu) &&
9828                 sched_asym_prefer(dst_cpu, src_cpu);
9829 }
9830
9831 /**
9832  * sched_group_asym - Check if the destination CPU can do asym_packing balance
9833  * @env:        The load balancing environment
9834  * @sgs:        Load-balancing statistics of the candidate busiest group
9835  * @group:      The candidate busiest group
9836  *
9837  * @env::dst_cpu can do asym_packing if it has higher priority than the
9838  * preferred CPU of @group.
9839  *
9840  * Return: true if @env::dst_cpu can do with asym_packing load balance. False
9841  * otherwise.
9842  */
9843 static inline bool
9844 sched_group_asym(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs, struct sched_group *group)
9845 {
9846         /*
9847          * CPU priorities do not make sense for SMT cores with more than one
9848          * busy sibling.
9849          */
9850         if ((group->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) &&
9851             (sgs->group_weight - sgs->idle_cpus != 1))
9852                 return false;
9853
9854         return sched_asym(env->sd, env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu);
9855 }
9856
9857 /* One group has more than one SMT CPU while the other group does not */
9858 static inline bool smt_vs_nonsmt_groups(struct sched_group *sg1,
9859                                     struct sched_group *sg2)
9860 {
9861         if (!sg1 || !sg2)
9862                 return false;
9863
9864         return (sg1->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) !=
9865                 (sg2->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY);
9866 }
9867
9868 static inline bool smt_balance(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs,
9869                                struct sched_group *group)
9870 {
9871         if (!env->idle)
9872                 return false;
9873
9874         /*
9875          * For SMT source group, it is better to move a task
9876          * to a CPU that doesn't have multiple tasks sharing its CPU capacity.
9877          * Note that if a group has a single SMT, SD_SHARE_CPUCAPACITY
9878          * will not be on.
9879          */
9880         if (group->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY &&
9881             sgs->sum_h_nr_running > 1)
9882                 return true;
9883
9884         return false;
9885 }
9886
9887 static inline long sibling_imbalance(struct lb_env *env,
9888                                     struct sd_lb_stats *sds,
9889                                     struct sg_lb_stats *busiest,
9890                                     struct sg_lb_stats *local)
9891 {
9892         int ncores_busiest, ncores_local;
9893         long imbalance;
9894
9895         if (!env->idle || !busiest->sum_nr_running)
9896                 return 0;
9897
9898         ncores_busiest = sds->busiest->cores;
9899         ncores_local = sds->local->cores;
9900
9901         if (ncores_busiest == ncores_local) {
9902                 imbalance = busiest->sum_nr_running;
9903                 lsub_positive(&imbalance, local->sum_nr_running);
9904                 return imbalance;
9905         }
9906
9907         /* Balance such that nr_running/ncores ratio are same on both groups */
9908         imbalance = ncores_local * busiest->sum_nr_running;
9909         lsub_positive(&imbalance, ncores_busiest * local->sum_nr_running);
9910         /* Normalize imbalance and do rounding on normalization */
9911         imbalance = 2 * imbalance + ncores_local + ncores_busiest;
9912         imbalance /= ncores_local + ncores_busiest;
9913
9914         /* Take advantage of resource in an empty sched group */
9915         if (imbalance <= 1 && local->sum_nr_running == 0 &&
9916             busiest->sum_nr_running > 1)
9917                 imbalance = 2;
9918
9919         return imbalance;
9920 }
9921
9922 static inline bool
9923 sched_reduced_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
9924 {
9925         /*
9926          * When there is more than 1 task, the group_overloaded case already
9927          * takes care of cpu with reduced capacity
9928          */
9929         if (rq->cfs.h_nr_running != 1)
9930                 return false;
9931
9932         return check_cpu_capacity(rq, sd);
9933 }
9934
9935 /**
9936  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
9937  * @env: The load balancing environment.
9938  * @sds: Load-balancing data with statistics of the local group.
9939  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
9940  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
9941  * @sg_overloaded: sched_group is overloaded
9942  * @sg_overutilized: sched_group is overutilized
9943  */
9944 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
9945                                       struct sd_lb_stats *sds,
9946                                       struct sched_group *group,
9947                                       struct sg_lb_stats *sgs,
9948                                       bool *sg_overloaded,
9949                                       bool *sg_overutilized)
9950 {
9951         int i, nr_running, local_group;
9952
9953         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
9954
9955         local_group = group == sds->local;
9956
9957         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
9958                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9959                 unsigned long load = cpu_load(rq);
9960
9961                 sgs->group_load += load;
9962                 sgs->group_util += cpu_util_cfs(i);
9963                 sgs->group_runnable += cpu_runnable(rq);
9964                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
9965
9966                 nr_running = rq->nr_running;
9967                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
9968
9969                 if (nr_running > 1)
9970                         *sg_overloaded = 1;
9971
9972                 if (cpu_overutilized(i))
9973                         *sg_overutilized = 1;
9974
9975 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9976                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
9977                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
9978 #endif
9979                 /*
9980                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
9981                  */
9982                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
9983                         sgs->idle_cpus++;
9984                         /* Idle cpu can't have misfit task */
9985                         continue;
9986                 }
9987
9988                 if (local_group)
9989                         continue;
9990
9991                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
9992                         /* Check for a misfit task on the cpu */
9993                         if (sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
9994                                 sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
9995                                 *sg_overloaded = 1;
9996                         }
9997                 } else if (env->idle && sched_reduced_capacity(rq, env->sd)) {
9998                         /* Check for a task running on a CPU with reduced capacity */
9999                         if (sgs->group_misfit_task_load < load)
10000                                 sgs->group_misfit_task_load = load;
10001                 }
10002         }
10003
10004         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
10005
10006         sgs->group_weight = group->group_weight;
10007
10008         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
10009         if (!local_group && env->idle && sgs->sum_h_nr_running &&
10010             sched_group_asym(env, sgs, group))
10011                 sgs->group_asym_packing = 1;
10012
10013         /* Check for loaded SMT group to be balanced to dst CPU */
10014         if (!local_group && smt_balance(env, sgs, group))
10015                 sgs->group_smt_balance = 1;
10016
10017         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
10018
10019         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
10020         if (sgs->group_type == group_overloaded)
10021                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
10022                                 sgs->group_capacity;
10023 }
10024
10025 /**
10026  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
10027  * @env: The load balancing environment.
10028  * @sds: sched_domain statistics
10029  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
10030  * @sgs: sched_group statistics
10031  *
10032  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
10033  * busiest group.
10034  *
10035  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
10036  * busiest group. %false otherwise.
10037  */
10038 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
10039                                    struct sd_lb_stats *sds,
10040                                    struct sched_group *sg,
10041                                    struct sg_lb_stats *sgs)
10042 {
10043         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
10044
10045         /* Make sure that there is at least one task to pull */
10046         if (!sgs->sum_h_nr_running)
10047                 return false;
10048
10049         /*
10050          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
10051          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
10052          * CPUs in the group should either be possible to resolve
10053          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
10054          */
10055         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
10056             (sgs->group_type == group_misfit_task) &&
10057             (!capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), sg->sgc->max_capacity) ||
10058              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
10059                 return false;
10060
10061         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
10062                 return true;
10063
10064         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
10065                 return false;
10066
10067         /*
10068          * The candidate and the current busiest group are the same type of
10069          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
10070          */
10071
10072         switch (sgs->group_type) {
10073         case group_overloaded:
10074                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
10075                 return sgs->avg_load > busiest->avg_load;
10076
10077         case group_imbalanced:
10078                 /*
10079                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
10080                  * choose one more than another.
10081                  */
10082                 return false;
10083
10084         case group_asym_packing:
10085                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
10086                 return sched_asym_prefer(sds->busiest->asym_prefer_cpu, sg->asym_prefer_cpu);
10087
10088         case group_misfit_task:
10089                 /*
10090                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
10091                  * misfit.
10092                  */
10093                 return sgs->group_misfit_task_load > busiest->group_misfit_task_load;
10094
10095         case group_smt_balance:
10096                 /*
10097                  * Check if we have spare CPUs on either SMT group to
10098                  * choose has spare or fully busy handling.
10099                  */
10100                 if (sgs->idle_cpus != 0 || busiest->idle_cpus != 0)
10101                         goto has_spare;
10102
10103                 fallthrough;
10104
10105         case group_fully_busy:
10106                 /*
10107                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
10108                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
10109                  * group because tasks have all compute capacity that they need
10110                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
10111                  * contention when accessing shared HW resources.
10112                  *
10113                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
10114                  * select the 1st one, except if @sg is composed of SMT
10115                  * siblings.
10116                  */
10117
10118                 if (sgs->avg_load < busiest->avg_load)
10119                         return false;
10120
10121                 if (sgs->avg_load == busiest->avg_load) {
10122                         /*
10123                          * SMT sched groups need more help than non-SMT groups.
10124                          * If @sg happens to also be SMT, either choice is good.
10125                          */
10126                         if (sds->busiest->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
10127                                 return false;
10128                 }
10129
10130                 break;
10131
10132         case group_has_spare:
10133                 /*
10134                  * Do not pick sg with SMT CPUs over sg with pure CPUs,
10135                  * as we do not want to pull task off SMT core with one task
10136                  * and make the core idle.
10137                  */
10138                 if (smt_vs_nonsmt_groups(sds->busiest, sg)) {
10139                         if (sg->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY && sgs->sum_h_nr_running <= 1)
10140                                 return false;
10141                         else
10142                                 return true;
10143                 }
10144 has_spare:
10145
10146                 /*
10147                  * Select not overloaded group with lowest number of idle CPUs
10148                  * and highest number of running tasks. We could also compare
10149                  * the spare capacity which is more stable but it can end up
10150                  * that the group has less spare capacity but finally more idle
10151                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
10152                  */
10153                 if (sgs->idle_cpus > busiest->idle_cpus)
10154                         return false;
10155                 else if ((sgs->idle_cpus == busiest->idle_cpus) &&
10156                          (sgs->sum_nr_running <= busiest->sum_nr_running))
10157                         return false;
10158
10159                 break;
10160         }
10161
10162         /*
10163          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
10164          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
10165          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
10166          * considered.
10167          */
10168         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
10169             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
10170             (capacity_greater(sg->sgc->min_capacity, capacity_of(env->dst_cpu))))
10171                 return false;
10172
10173         return true;
10174 }
10175
10176 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10177 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
10178 {
10179         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
10180                 return regular;
10181         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
10182                 return remote;
10183         return all;
10184 }
10185
10186 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
10187 {
10188         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
10189                 return regular;
10190         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
10191                 return remote;
10192         return all;
10193 }
10194 #else
10195 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
10196 {
10197         return all;
10198 }
10199
10200 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
10201 {
10202         return regular;
10203 }
10204 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10205
10206
10207 struct sg_lb_stats;
10208
10209 /*
10210  * task_running_on_cpu - return 1 if @p is running on @cpu.
10211  */
10212
10213 static unsigned int task_running_on_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
10214 {
10215         /* Task has no contribution or is new */
10216         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
10217                 return 0;
10218
10219         if (task_on_rq_queued(p))
10220                 return 1;
10221
10222         return 0;
10223 }
10224
10225 /**
10226  * idle_cpu_without - would a given CPU be idle without p ?
10227  * @cpu: the processor on which idleness is tested.
10228  * @p: task which should be ignored.
10229  *
10230  * Return: 1 if the CPU would be idle. 0 otherwise.
10231  */
10232 static int idle_cpu_without(int cpu, struct task_struct *p)
10233 {
10234         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10235
10236         if (rq->curr != rq->idle && rq->curr != p)
10237                 return 0;
10238
10239         /*
10240          * rq->nr_running can't be used but an updated version without the
10241          * impact of p on cpu must be used instead. The updated nr_running
10242          * be computed and tested before calling idle_cpu_without().
10243          */
10244
10245         if (rq->ttwu_pending)
10246                 return 0;
10247
10248         return 1;
10249 }
10250
10251 /*
10252  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
10253  * @sd: The sched_domain level to look for idlest group.
10254  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
10255  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
10256  * @p: The task for which we look for the idlest group/CPU.
10257  */
10258 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
10259                                           struct sched_group *group,
10260                                           struct sg_lb_stats *sgs,
10261                                           struct task_struct *p)
10262 {
10263         int i, nr_running;
10264
10265         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
10266
10267         /* Assume that task can't fit any CPU of the group */
10268         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY)
10269                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
10270
10271         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
10272                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
10273                 unsigned int local;
10274
10275                 sgs->group_load += cpu_load_without(rq, p);
10276                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
10277                 sgs->group_runnable += cpu_runnable_without(rq, p);
10278                 local = task_running_on_cpu(i, p);
10279                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running - local;
10280
10281                 nr_running = rq->nr_running - local;
10282                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
10283
10284                 /*
10285                  * No need to call idle_cpu_without() if nr_running is not 0
10286                  */
10287                 if (!nr_running && idle_cpu_without(i, p))
10288                         sgs->idle_cpus++;
10289
10290                 /* Check if task fits in the CPU */
10291                 if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
10292                     sgs->group_misfit_task_load &&
10293                     task_fits_cpu(p, i))
10294                         sgs->group_misfit_task_load = 0;
10295
10296         }
10297
10298         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
10299
10300         sgs->group_weight = group->group_weight;
10301
10302         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
10303
10304         /*
10305          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
10306          * overloaded
10307          */
10308         if (sgs->group_type == group_fully_busy ||
10309                 sgs->group_type == group_overloaded)
10310                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
10311                                 sgs->group_capacity;
10312 }
10313
10314 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
10315                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
10316                                struct sched_group *group,
10317                                struct sg_lb_stats *sgs)
10318 {
10319         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
10320                 return true;
10321
10322         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
10323                 return false;
10324
10325         /*
10326          * The candidate and the current idlest group are the same type of
10327          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
10328          */
10329
10330         switch (sgs->group_type) {
10331         case group_overloaded:
10332         case group_fully_busy:
10333                 /* Select the group with lowest avg_load. */
10334                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
10335                         return false;
10336                 break;
10337
10338         case group_imbalanced:
10339         case group_asym_packing:
10340         case group_smt_balance:
10341                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
10342                 return false;
10343
10344         case group_misfit_task:
10345                 /* Select group with the highest max capacity */
10346                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
10347                         return false;
10348                 break;
10349
10350         case group_has_spare:
10351                 /* Select group with most idle CPUs */
10352                 if (idlest_sgs->idle_cpus > sgs->idle_cpus)
10353                         return false;
10354
10355                 /* Select group with lowest group_util */
10356                 if (idlest_sgs->idle_cpus == sgs->idle_cpus &&
10357                         idlest_sgs->group_util <= sgs->group_util)
10358                         return false;
10359
10360                 break;
10361         }
10362
10363         return true;
10364 }
10365
10366 /*
10367  * sched_balance_find_dst_group() finds and returns the least busy CPU group within the
10368  * domain.
10369  *
10370  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
10371  */
10372 static struct sched_group *
10373 sched_balance_find_dst_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
10374 {
10375         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
10376         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
10377         struct sg_lb_stats *sgs;
10378         unsigned long imbalance;
10379         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
10380                         .avg_load = UINT_MAX,
10381                         .group_type = group_overloaded,
10382         };
10383
10384         do {
10385                 int local_group;
10386
10387                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
10388                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
10389                                         p->cpus_ptr))
10390                         continue;
10391
10392                 /* Skip over this group if no cookie matched */
10393                 if (!sched_group_cookie_match(cpu_rq(this_cpu), p, group))
10394                         continue;
10395
10396                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
10397                                                sched_group_span(group));
10398
10399                 if (local_group) {
10400                         sgs = &local_sgs;
10401                         local = group;
10402                 } else {
10403                         sgs = &tmp_sgs;
10404                 }
10405
10406                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
10407
10408                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
10409                         idlest = group;
10410                         idlest_sgs = *sgs;
10411                 }
10412
10413         } while (group = group->next, group != sd->groups);
10414
10415
10416         /* There is no idlest group to push tasks to */
10417         if (!idlest)
10418                 return NULL;
10419
10420         /* The local group has been skipped because of CPU affinity */
10421         if (!local)
10422                 return idlest;
10423
10424         /*
10425          * If the local group is idler than the selected idlest group
10426          * don't try and push the task.
10427          */
10428         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
10429                 return NULL;
10430
10431         /*
10432          * If the local group is busier than the selected idlest group
10433          * try and push the task.
10434          */
10435         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
10436                 return idlest;
10437
10438         switch (local_sgs.group_type) {
10439         case group_overloaded:
10440         case group_fully_busy:
10441
10442                 /* Calculate allowed imbalance based on load */
10443                 imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
10444                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
10445
10446                 /*
10447                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
10448                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
10449                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
10450                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
10451                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
10452                  * and consider staying local.
10453                  */
10454
10455                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
10456                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
10457                         return NULL;
10458
10459                 /*
10460                  * If the local group is less loaded than the selected
10461                  * idlest group don't try and push any tasks.
10462                  */
10463                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
10464                         return NULL;
10465
10466                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
10467                         return NULL;
10468                 break;
10469
10470         case group_imbalanced:
10471         case group_asym_packing:
10472         case group_smt_balance:
10473                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
10474                 return NULL;
10475
10476         case group_misfit_task:
10477                 /* Select group with the highest max capacity */
10478                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
10479                         return NULL;
10480                 break;
10481
10482         case group_has_spare:
10483 #ifdef CONFIG_NUMA
10484                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
10485                         int imb_numa_nr = sd->imb_numa_nr;
10486 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10487                         int idlest_cpu;
10488                         /*
10489                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
10490                          * the preferred node
10491                          */
10492                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
10493                                 return NULL;
10494
10495                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
10496                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
10497                                 return idlest;
10498 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10499                         /*
10500                          * Otherwise, keep the task close to the wakeup source
10501                          * and improve locality if the number of running tasks
10502                          * would remain below threshold where an imbalance is
10503                          * allowed while accounting for the possibility the
10504                          * task is pinned to a subset of CPUs. If there is a
10505                          * real need of migration, periodic load balance will
10506                          * take care of it.
10507                          */
10508                         if (p->nr_cpus_allowed != NR_CPUS) {
10509                                 struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
10510
10511                                 cpumask_and(cpus, sched_group_span(local), p->cpus_ptr);
10512                                 imb_numa_nr = min(cpumask_weight(cpus), sd->imb_numa_nr);
10513                         }
10514
10515                         imbalance = abs(local_sgs.idle_cpus - idlest_sgs.idle_cpus);
10516                         if (!adjust_numa_imbalance(imbalance,
10517                                                    local_sgs.sum_nr_running + 1,
10518                                                    imb_numa_nr)) {
10519                                 return NULL;
10520                         }
10521                 }
10522 #endif /* CONFIG_NUMA */
10523
10524                 /*
10525                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
10526                  * compare the utilization which is more stable but it can end
10527                  * up that the group has less spare capacity but finally more
10528                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
10529                  */
10530                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
10531                         return NULL;
10532                 break;
10533         }
10534
10535         return idlest;
10536 }
10537
10538 static void update_idle_cpu_scan(struct lb_env *env,
10539                                  unsigned long sum_util)
10540 {
10541         struct sched_domain_shared *sd_share;
10542         int llc_weight, pct;
10543         u64 x, y, tmp;
10544         /*
10545          * Update the number of CPUs to scan in LLC domain, which could
10546          * be used as a hint in select_idle_cpu(). The update of sd_share
10547          * could be expensive because it is within a shared cache line.
10548          * So the write of this hint only occurs during periodic load
10549          * balancing, rather than CPU_NEWLY_IDLE, because the latter
10550          * can fire way more frequently than the former.
10551          */
10552         if (!sched_feat(SIS_UTIL) || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
10553                 return;
10554
10555         llc_weight = per_cpu(sd_llc_size, env->dst_cpu);
10556         if (env->sd->span_weight != llc_weight)
10557                 return;
10558
10559         sd_share = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, env->dst_cpu));
10560         if (!sd_share)
10561                 return;
10562
10563         /*
10564          * The number of CPUs to search drops as sum_util increases, when
10565          * sum_util hits 85% or above, the scan stops.
10566          * The reason to choose 85% as the threshold is because this is the
10567          * imbalance_pct(117) when a LLC sched group is overloaded.
10568          *
10569          * let y = SCHED_CAPACITY_SCALE - p * x^2                       [1]
10570          * and y'= y / SCHED_CAPACITY_SCALE
10571          *
10572          * x is the ratio of sum_util compared to the CPU capacity:
10573          * x = sum_util / (llc_weight * SCHED_CAPACITY_SCALE)
10574          * y' is the ratio of CPUs to be scanned in the LLC domain,
10575          * and the number of CPUs to scan is calculated by:
10576          *
10577          * nr_scan = llc_weight * y'                                    [2]
10578          *
10579          * When x hits the threshold of overloaded, AKA, when
10580          * x = 100 / pct, y drops to 0. According to [1],
10581          * p should be SCHED_CAPACITY_SCALE * pct^2 / 10000
10582          *
10583          * Scale x by SCHED_CAPACITY_SCALE:
10584          * x' = sum_util / llc_weight;                                  [3]
10585          *
10586          * and finally [1] becomes:
10587          * y = SCHED_CAPACITY_SCALE -
10588          *     x'^2 * pct^2 / (10000 * SCHED_CAPACITY_SCALE)            [4]
10589          *
10590          */
10591         /* equation [3] */
10592         x = sum_util;
10593         do_div(x, llc_weight);
10594
10595         /* equation [4] */
10596         pct = env->sd->imbalance_pct;
10597         tmp = x * x * pct * pct;
10598         do_div(tmp, 10000 * SCHED_CAPACITY_SCALE);
10599         tmp = min_t(long, tmp, SCHED_CAPACITY_SCALE);
10600         y = SCHED_CAPACITY_SCALE - tmp;
10601
10602         /* equation [2] */
10603         y *= llc_weight;
10604         do_div(y, SCHED_CAPACITY_SCALE);
10605         if ((int)y != sd_share->nr_idle_scan)
10606                 WRITE_ONCE(sd_share->nr_idle_scan, (int)y);
10607 }
10608
10609 /**
10610  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
10611  * @env: The load balancing environment.
10612  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
10613  */
10614
10615 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
10616 {
10617         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
10618         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
10619         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
10620         unsigned long sum_util = 0;
10621         bool sg_overloaded = 0, sg_overutilized = 0;
10622
10623         do {
10624                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
10625                 int local_group;
10626
10627                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
10628                 if (local_group) {
10629                         sds->local = sg;
10630                         sgs = local;
10631
10632                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
10633                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
10634                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
10635                 }
10636
10637                 update_sg_lb_stats(env, sds, sg, sgs, &sg_overloaded, &sg_overutilized);
10638
10639                 if (!local_group && update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
10640                         sds->busiest = sg;
10641                         sds->busiest_stat = *sgs;
10642                 }
10643
10644                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
10645                 sds->total_load += sgs->group_load;
10646                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
10647
10648                 sum_util += sgs->group_util;
10649                 sg = sg->next;
10650         } while (sg != env->sd->groups);
10651
10652         /*
10653          * Indicate that the child domain of the busiest group prefers tasks
10654          * go to a child's sibling domains first. NB the flags of a sched group
10655          * are those of the child domain.
10656          */
10657         if (sds->busiest)
10658                 sds->prefer_sibling = !!(sds->busiest->flags & SD_PREFER_SIBLING);
10659
10660
10661         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
10662                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
10663
10664         if (!env->sd->parent) {
10665                 /* update overload indicator if we are at root domain */
10666                 set_rd_overloaded(env->dst_rq->rd, sg_overloaded);
10667
10668                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
10669                 set_rd_overutilized(env->dst_rq->rd, sg_overutilized);
10670         } else if (sg_overutilized) {
10671                 set_rd_overutilized(env->dst_rq->rd, sg_overutilized);
10672         }
10673
10674         update_idle_cpu_scan(env, sum_util);
10675 }
10676
10677 /**
10678  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
10679  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
10680  * @env: load balance environment
10681  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
10682  */
10683 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
10684 {
10685         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
10686
10687         local = &sds->local_stat;
10688         busiest = &sds->busiest_stat;
10689
10690         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
10691                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
10692                         /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
10693                         env->migration_type = migrate_misfit;
10694                         env->imbalance = 1;
10695                 } else {
10696                         /*
10697                          * Set load imbalance to allow moving task from cpu
10698                          * with reduced capacity.
10699                          */
10700                         env->migration_type = migrate_load;
10701                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task_load;
10702                 }
10703                 return;
10704         }
10705
10706         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
10707                 /*
10708                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
10709                  * the preferred CPU.
10710                  */
10711                 env->migration_type = migrate_task;
10712                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
10713                 return;
10714         }
10715
10716         if (busiest->group_type == group_smt_balance) {
10717                 /* Reduce number of tasks sharing CPU capacity */
10718                 env->migration_type = migrate_task;
10719                 env->imbalance = 1;
10720                 return;
10721         }
10722
10723         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
10724                 /*
10725                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
10726                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
10727                  * the imbalance. The next load balance will take care of
10728                  * balancing back the system.
10729                  */
10730                 env->migration_type = migrate_task;
10731                 env->imbalance = 1;
10732                 return;
10733         }
10734
10735         /*
10736          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
10737          * emptying busiest.
10738          */
10739         if (local->group_type == group_has_spare) {
10740                 if ((busiest->group_type > group_fully_busy) &&
10741                     !(env->sd->flags & SD_SHARE_LLC)) {
10742                         /*
10743                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
10744                          * capacity. This might end up creating spare capacity
10745                          * in busiest or busiest still being overloaded but
10746                          * there is no simple way to directly compute the
10747                          * amount of load to migrate in order to balance the
10748                          * system.
10749                          */
10750                         env->migration_type = migrate_util;
10751                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
10752                                          local->group_util;
10753
10754                         /*
10755                          * In some cases, the group's utilization is max or even
10756                          * higher than capacity because of migrations but the
10757                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
10758                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
10759                          * try to pull it.
10760                          */
10761                         if (env->idle && env->imbalance == 0) {
10762                                 env->migration_type = migrate_task;
10763                                 env->imbalance = 1;
10764                         }
10765
10766                         return;
10767                 }
10768
10769                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
10770                         /*
10771                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
10772                          * groups.
10773                          */
10774                         env->migration_type = migrate_task;
10775                         env->imbalance = sibling_imbalance(env, sds, busiest, local);
10776                 } else {
10777
10778                         /*
10779                          * If there is no overload, we just want to even the number of
10780                          * idle CPUs.
10781                          */
10782                         env->migration_type = migrate_task;
10783                         env->imbalance = max_t(long, 0,
10784                                                (local->idle_cpus - busiest->idle_cpus));
10785                 }
10786
10787 #ifdef CONFIG_NUMA
10788                 /* Consider allowing a small imbalance between NUMA groups */
10789                 if (env->sd->flags & SD_NUMA) {
10790                         env->imbalance = adjust_numa_imbalance(env->imbalance,
10791                                                                local->sum_nr_running + 1,
10792                                                                env->sd->imb_numa_nr);
10793                 }
10794 #endif
10795
10796                 /* Number of tasks to move to restore balance */
10797                 env->imbalance >>= 1;
10798
10799                 return;
10800         }
10801
10802         /*
10803          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
10804          * busiest group
10805          */
10806         if (local->group_type < group_overloaded) {
10807                 /*
10808                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
10809                  * finally needed.
10810                  */
10811
10812                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
10813                                   local->group_capacity;
10814
10815                 /*
10816                  * If the local group is more loaded than the selected
10817                  * busiest group don't try to pull any tasks.
10818                  */
10819                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load) {
10820                         env->imbalance = 0;
10821                         return;
10822                 }
10823
10824                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
10825                                 sds->total_capacity;
10826
10827                 /*
10828                  * If the local group is more loaded than the average system
10829                  * load, don't try to pull any tasks.
10830                  */
10831                 if (local->avg_load >= sds->avg_load) {
10832                         env->imbalance = 0;
10833                         return;
10834                 }
10835
10836         }
10837
10838         /*
10839          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
10840          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
10841          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
10842          * below the average load. At the same time, we also don't want to
10843          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
10844          * the minimum possible imbalance.
10845          */
10846         env->migration_type = migrate_load;
10847         env->imbalance = min(
10848                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
10849                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
10850         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
10851 }
10852
10853 /******* sched_balance_find_src_group() helpers end here *********************/
10854
10855 /*
10856  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
10857  *
10858  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
10859  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
10860  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
10861  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  N/A        N/A
10862  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
10863  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
10864  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
10865  *
10866  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
10867  *            statistics.
10868  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
10869  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
10870  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
10871  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
10872  *            different in groups.
10873  */
10874
10875 /**
10876  * sched_balance_find_src_group - Returns the busiest group within the sched_domain
10877  * if there is an imbalance.
10878  * @env: The load balancing environment.
10879  *
10880  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
10881  * to restore balance.
10882  *
10883  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
10884  */
10885 static struct sched_group *sched_balance_find_src_group(struct lb_env *env)
10886 {
10887         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
10888         struct sd_lb_stats sds;
10889
10890         init_sd_lb_stats(&sds);
10891
10892         /*
10893          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
10894          * this level.
10895          */
10896         update_sd_lb_stats(env, &sds);
10897
10898         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
10899         if (!sds.busiest)
10900                 goto out_balanced;
10901
10902         busiest = &sds.busiest_stat;
10903
10904         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
10905         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
10906                 goto force_balance;
10907
10908         if (!is_rd_overutilized(env->dst_rq->rd) &&
10909             rcu_dereference(env->dst_rq->rd->pd))
10910                 goto out_balanced;
10911
10912         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
10913         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
10914                 goto force_balance;
10915
10916         /*
10917          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
10918          * work because they assume all things are equal, which typically
10919          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
10920          */
10921         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
10922                 goto force_balance;
10923
10924         local = &sds.local_stat;
10925         /*
10926          * If the local group is busier than the selected busiest group
10927          * don't try and pull any tasks.
10928          */
10929         if (local->group_type > busiest->group_type)
10930                 goto out_balanced;
10931
10932         /*
10933          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
10934          * between tasks.
10935          */
10936         if (local->group_type == group_overloaded) {
10937                 /*
10938                  * If the local group is more loaded than the selected
10939                  * busiest group don't try to pull any tasks.
10940                  */
10941                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
10942                         goto out_balanced;
10943
10944                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
10945                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
10946                                 sds.total_capacity;
10947
10948                 /*
10949                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
10950                  * domain average load.
10951                  */
10952                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
10953                         goto out_balanced;
10954
10955                 /*
10956                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
10957                  * conservative.
10958                  */
10959                 if (100 * busiest->avg_load <=
10960                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
10961                         goto out_balanced;
10962         }
10963
10964         /*
10965          * Try to move all excess tasks to a sibling domain of the busiest
10966          * group's child domain.
10967          */
10968         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
10969             sibling_imbalance(env, &sds, busiest, local) > 1)
10970                 goto force_balance;
10971
10972         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
10973                 if (!env->idle) {
10974                         /*
10975                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
10976                          * result the local one too) but this CPU is already
10977                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
10978                          */
10979                         goto out_balanced;
10980                 }
10981
10982                 if (busiest->group_type == group_smt_balance &&
10983                     smt_vs_nonsmt_groups(sds.local, sds.busiest)) {
10984                         /* Let non SMT CPU pull from SMT CPU sharing with sibling */
10985                         goto force_balance;
10986                 }
10987
10988                 if (busiest->group_weight > 1 &&
10989                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)) {
10990                         /*
10991                          * If the busiest group is not overloaded
10992                          * and there is no imbalance between this and busiest
10993                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
10994                          * becomes significant if the diff is greater than 1
10995                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
10996                          * on another group. Of course this applies only if
10997                          * there is more than 1 CPU per group.
10998                          */
10999                         goto out_balanced;
11000                 }
11001
11002                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1) {
11003                         /*
11004                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
11005                          */
11006                         goto out_balanced;
11007                 }
11008         }
11009
11010 force_balance:
11011         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
11012         calculate_imbalance(env, &sds);
11013         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
11014
11015 out_balanced:
11016         env->imbalance = 0;
11017         return NULL;
11018 }
11019
11020 /*
11021  * sched_balance_find_src_rq - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
11022  */
11023 static struct rq *sched_balance_find_src_rq(struct lb_env *env,
11024                                      struct sched_group *group)
11025 {
11026         struct rq *busiest = NULL, *rq;
11027         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
11028         unsigned int busiest_nr = 0;
11029         int i;
11030
11031         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
11032                 unsigned long capacity, load, util;
11033                 unsigned int nr_running;
11034                 enum fbq_type rt;
11035
11036                 rq = cpu_rq(i);
11037                 rt = fbq_classify_rq(rq);
11038
11039                 /*
11040                  * We classify groups/runqueues into three groups:
11041                  *  - regular: there are !numa tasks
11042                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
11043                  *  - all:     there is no distinction
11044                  *
11045                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
11046                  * ignore those when there's better options.
11047                  *
11048                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
11049                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
11050                  * queue by moving tasks around inside the node.
11051                  *
11052                  * If we cannot move enough load due to this classification
11053                  * the next pass will adjust the group classification and
11054                  * allow migration of more tasks.
11055                  *
11056                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
11057                  */
11058                 if (rt > env->fbq_type)
11059                         continue;
11060
11061                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
11062                 if (!nr_running)
11063                         continue;
11064
11065                 capacity = capacity_of(i);
11066
11067                 /*
11068                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
11069                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
11070                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
11071                  * average load.
11072                  */
11073                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
11074                     !capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), capacity) &&
11075                     nr_running == 1)
11076                         continue;
11077
11078                 /*
11079                  * Make sure we only pull tasks from a CPU of lower priority
11080                  * when balancing between SMT siblings.
11081                  *
11082                  * If balancing between cores, let lower priority CPUs help
11083                  * SMT cores with more than one busy sibling.
11084                  */
11085                 if (sched_asym(env->sd, i, env->dst_cpu) && nr_running == 1)
11086                         continue;
11087
11088                 switch (env->migration_type) {
11089                 case migrate_load:
11090                         /*
11091                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
11092                          * which is not scaled with the CPU capacity.
11093                          */
11094                         load = cpu_load(rq);
11095
11096                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
11097                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
11098                                 break;
11099
11100                         /*
11101                          * For the load comparisons with the other CPUs,
11102                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
11103                          * capacity, so that the load can be moved away
11104                          * from the CPU that is potentially running at a
11105                          * lower capacity.
11106                          *
11107                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
11108                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
11109                          * division works out to:
11110                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
11111                          * where j is our previous maximum.
11112                          */
11113                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
11114                                 busiest_load = load;
11115                                 busiest_capacity = capacity;
11116                                 busiest = rq;
11117                         }
11118                         break;
11119
11120                 case migrate_util:
11121                         util = cpu_util_cfs_boost(i);
11122
11123                         /*
11124                          * Don't try to pull utilization from a CPU with one
11125                          * running task. Whatever its utilization, we will fail
11126                          * detach the task.
11127                          */
11128                         if (nr_running <= 1)
11129                                 continue;
11130
11131                         if (busiest_util < util) {
11132                                 busiest_util = util;
11133                                 busiest = rq;
11134                         }
11135                         break;
11136
11137                 case migrate_task:
11138                         if (busiest_nr < nr_running) {
11139                                 busiest_nr = nr_running;
11140                                 busiest = rq;
11141                         }
11142                         break;
11143
11144                 case migrate_misfit:
11145                         /*
11146                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
11147                          * simply seek the "biggest" misfit task.
11148                          */
11149                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
11150                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
11151                                 busiest = rq;
11152                         }
11153
11154                         break;
11155
11156                 }
11157         }
11158
11159         return busiest;
11160 }
11161
11162 /*
11163  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
11164  * so long as it is large enough.
11165  */
11166 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
11167
11168 static inline bool
11169 asym_active_balance(struct lb_env *env)
11170 {
11171         /*
11172          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but lower
11173          * priority CPUs in order to pack all tasks in the highest priority
11174          * CPUs. When done between cores, do it only if the whole core if the
11175          * whole core is idle.
11176          *
11177          * If @env::src_cpu is an SMT core with busy siblings, let
11178          * the lower priority @env::dst_cpu help it. Do not follow
11179          * CPU priority.
11180          */
11181         return env->idle && sched_use_asym_prio(env->sd, env->dst_cpu) &&
11182                (sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu) ||
11183                 !sched_use_asym_prio(env->sd, env->src_cpu));
11184 }
11185
11186 static inline bool
11187 imbalanced_active_balance(struct lb_env *env)
11188 {
11189         struct sched_domain *sd = env->sd;
11190
11191         /*
11192          * The imbalanced case includes the case of pinned tasks preventing a fair
11193          * distribution of the load on the system but also the even distribution of the
11194          * threads on a system with spare capacity
11195          */
11196         if ((env->migration_type == migrate_task) &&
11197             (sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2))
11198                 return 1;
11199
11200         return 0;
11201 }
11202
11203 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
11204 {
11205         struct sched_domain *sd = env->sd;
11206
11207         if (asym_active_balance(env))
11208                 return 1;
11209
11210         if (imbalanced_active_balance(env))
11211                 return 1;
11212
11213         /*
11214          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
11215          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
11216          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
11217          * available on dst_cpu.
11218          */
11219         if (env->idle &&
11220             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
11221                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
11222                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
11223                         return 1;
11224         }
11225
11226         if (env->migration_type == migrate_misfit)
11227                 return 1;
11228
11229         return 0;
11230 }
11231
11232 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
11233
11234 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
11235 {
11236         struct cpumask *swb_cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(should_we_balance_tmpmask);
11237         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
11238         int cpu, idle_smt = -1;
11239
11240         /*
11241          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
11242          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
11243          */
11244         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
11245                 return 0;
11246
11247         /*
11248          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
11249          * to do the newly idle load balance.
11250          *
11251          * However, we bail out if we already have tasks or a wakeup pending,
11252          * to optimize wakeup latency.
11253          */
11254         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
11255                 if (env->dst_rq->nr_running > 0 || env->dst_rq->ttwu_pending)
11256                         return 0;
11257                 return 1;
11258         }
11259
11260         cpumask_copy(swb_cpus, group_balance_mask(sg));
11261         /* Try to find first idle CPU */
11262         for_each_cpu_and(cpu, swb_cpus, env->cpus) {
11263                 if (!idle_cpu(cpu))
11264                         continue;
11265
11266                 /*
11267                  * Don't balance to idle SMT in busy core right away when
11268                  * balancing cores, but remember the first idle SMT CPU for
11269                  * later consideration.  Find CPU on an idle core first.
11270                  */
11271                 if (!(env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && !is_core_idle(cpu)) {
11272                         if (idle_smt == -1)
11273                                 idle_smt = cpu;
11274                         /*
11275                          * If the core is not idle, and first SMT sibling which is
11276                          * idle has been found, then its not needed to check other
11277                          * SMT siblings for idleness:
11278                          */
11279 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
11280                         cpumask_andnot(swb_cpus, swb_cpus, cpu_smt_mask(cpu));
11281 #endif
11282                         continue;
11283                 }
11284
11285                 /*
11286                  * Are we the first idle core in a non-SMT domain or higher,
11287                  * or the first idle CPU in a SMT domain?
11288                  */
11289                 return cpu == env->dst_cpu;
11290         }
11291
11292         /* Are we the first idle CPU with busy siblings? */
11293         if (idle_smt != -1)
11294                 return idle_smt == env->dst_cpu;
11295
11296         /* Are we the first CPU of this group ? */
11297         return group_balance_cpu(sg) == env->dst_cpu;
11298 }
11299
11300 /*
11301  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
11302  * tasks if there is an imbalance.
11303  */
11304 static int sched_balance_rq(int this_cpu, struct rq *this_rq,
11305                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
11306                         int *continue_balancing)
11307 {
11308         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
11309         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
11310         struct sched_group *group;
11311         struct rq *busiest;
11312         struct rq_flags rf;
11313         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
11314         struct lb_env env = {
11315                 .sd             = sd,
11316                 .dst_cpu        = this_cpu,
11317                 .dst_rq         = this_rq,
11318                 .dst_grpmask    = group_balance_mask(sd->groups),
11319                 .idle           = idle,
11320                 .loop_break     = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK,
11321                 .cpus           = cpus,
11322                 .fbq_type       = all,
11323                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
11324         };
11325
11326         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
11327
11328         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
11329
11330 redo:
11331         if (!should_we_balance(&env)) {
11332                 *continue_balancing = 0;
11333                 goto out_balanced;
11334         }
11335
11336         group = sched_balance_find_src_group(&env);
11337         if (!group) {
11338                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
11339                 goto out_balanced;
11340         }
11341
11342         busiest = sched_balance_find_src_rq(&env, group);
11343         if (!busiest) {
11344                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
11345                 goto out_balanced;
11346         }
11347
11348         WARN_ON_ONCE(busiest == env.dst_rq);
11349
11350         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
11351
11352         env.src_cpu = busiest->cpu;
11353         env.src_rq = busiest;
11354
11355         ld_moved = 0;
11356         /* Clear this flag as soon as we find a pullable task */
11357         env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
11358         if (busiest->nr_running > 1) {
11359                 /*
11360                  * Attempt to move tasks. If sched_balance_find_src_group has found
11361                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
11362                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
11363                  * correctly treated as an imbalance.
11364                  */
11365                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
11366
11367 more_balance:
11368                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
11369                 update_rq_clock(busiest);
11370
11371                 /*
11372                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
11373                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
11374                  */
11375                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
11376
11377                 /*
11378                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
11379                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
11380                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
11381                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
11382                  * See task_rq_lock() family for the details.
11383                  */
11384
11385                 rq_unlock(busiest, &rf);
11386
11387                 if (cur_ld_moved) {
11388                         attach_tasks(&env);
11389                         ld_moved += cur_ld_moved;
11390                 }
11391
11392                 local_irq_restore(rf.flags);
11393
11394                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
11395                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
11396                         /* Stop if we tried all running tasks */
11397                         if (env.loop < busiest->nr_running)
11398                                 goto more_balance;
11399                 }
11400
11401                 /*
11402                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
11403                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
11404                  * where they can run. The upper limit on how many times we
11405                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
11406                  * sched_group.
11407                  *
11408                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
11409                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
11410                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
11411                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
11412                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
11413                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
11414                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
11415                  * given_cpu) causing excess load to be moved to given_cpu.
11416                  * This however should not happen so much in practice and
11417                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
11418                  * excess load moved.
11419                  */
11420                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
11421
11422                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
11423                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
11424
11425                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
11426                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
11427                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
11428                         env.loop         = 0;
11429                         env.loop_break   = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
11430
11431                         /*
11432                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
11433                          * need to continue with same src_cpu.
11434                          */
11435                         goto more_balance;
11436                 }
11437
11438                 /*
11439                  * We failed to reach balance because of affinity.
11440                  */
11441                 if (sd_parent) {
11442                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
11443
11444                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
11445                                 *group_imbalance = 1;
11446                 }
11447
11448                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
11449                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
11450                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
11451                         /*
11452                          * Attempting to continue load balancing at the current
11453                          * sched_domain level only makes sense if there are
11454                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
11455                          * pull load from which are not contained within the
11456                          * destination group that is receiving any migrated
11457                          * load.
11458                          */
11459                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
11460                                 env.loop = 0;
11461                                 env.loop_break = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
11462                                 goto redo;
11463                         }
11464                         goto out_all_pinned;
11465                 }
11466         }
11467
11468         if (!ld_moved) {
11469                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
11470                 /*
11471                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
11472                  * We do not want newidle balance, which can be very
11473                  * frequent, pollute the failure counter causing
11474                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
11475                  *
11476                  * Similarly for migration_misfit which is not related to
11477                  * load/util migration, don't pollute nr_balance_failed.
11478                  */
11479                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE &&
11480                     env.migration_type != migrate_misfit)
11481                         sd->nr_balance_failed++;
11482
11483                 if (need_active_balance(&env)) {
11484                         unsigned long flags;
11485
11486                         raw_spin_rq_lock_irqsave(busiest, flags);
11487
11488                         /*
11489                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
11490                          * if the curr task on busiest CPU can't be
11491                          * moved to this_cpu:
11492                          */
11493                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
11494                                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
11495                                 goto out_one_pinned;
11496                         }
11497
11498                         /* Record that we found at least one task that could run on this_cpu */
11499                         env.flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
11500
11501                         /*
11502                          * ->active_balance synchronizes accesses to
11503                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
11504                          * only after active load balance is finished.
11505                          */
11506                         if (!busiest->active_balance) {
11507                                 busiest->active_balance = 1;
11508                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
11509                                 active_balance = 1;
11510                         }
11511
11512                         preempt_disable();
11513                         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
11514                         if (active_balance) {
11515                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
11516                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
11517                                         &busiest->active_balance_work);
11518                         }
11519                         preempt_enable();
11520                 }
11521         } else {
11522                 sd->nr_balance_failed = 0;
11523         }
11524
11525         if (likely(!active_balance) || need_active_balance(&env)) {
11526                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
11527                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
11528         }
11529
11530         goto out;
11531
11532 out_balanced:
11533         /*
11534          * We reach balance although we may have faced some affinity
11535          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
11536          * a chance to move and fix the imbalance.
11537          */
11538         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
11539                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
11540
11541                 if (*group_imbalance)
11542                         *group_imbalance = 0;
11543         }
11544
11545 out_all_pinned:
11546         /*
11547          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
11548          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
11549          * can try to migrate them.
11550          */
11551         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
11552
11553         sd->nr_balance_failed = 0;
11554
11555 out_one_pinned:
11556         ld_moved = 0;
11557
11558         /*
11559          * sched_balance_newidle() disregards balance intervals, so we could
11560          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
11561          * skyrocketing in a short amount of time. Skip the balance_interval
11562          * increase logic to avoid that.
11563          *
11564          * Similarly misfit migration which is not necessarily an indication of
11565          * the system being busy and requires lb to backoff to let it settle
11566          * down.
11567          */
11568         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE ||
11569             env.migration_type == migrate_misfit)
11570                 goto out;
11571
11572         /* tune up the balancing interval */
11573         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
11574              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
11575             sd->balance_interval < sd->max_interval)
11576                 sd->balance_interval *= 2;
11577 out:
11578         return ld_moved;
11579 }
11580
11581 static inline unsigned long
11582 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
11583 {
11584         unsigned long interval = sd->balance_interval;
11585
11586         if (cpu_busy)
11587                 interval *= sd->busy_factor;
11588
11589         /* scale ms to jiffies */
11590         interval = msecs_to_jiffies(interval);
11591
11592         /*
11593          * Reduce likelihood of busy balancing at higher domains racing with
11594          * balancing at lower domains by preventing their balancing periods
11595          * from being multiples of each other.
11596          */
11597         if (cpu_busy)
11598                 interval -= 1;
11599
11600         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
11601
11602         return interval;
11603 }
11604
11605 static inline void
11606 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
11607 {
11608         unsigned long interval, next;
11609
11610         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
11611         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
11612         next = sd->last_balance + interval;
11613
11614         if (time_after(*next_balance, next))
11615                 *next_balance = next;
11616 }
11617
11618 /*
11619  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
11620  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
11621  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
11622  * avoids physical / logical imbalances.
11623  */
11624 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
11625 {
11626         struct rq *busiest_rq = data;
11627         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
11628         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
11629         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
11630         struct sched_domain *sd;
11631         struct task_struct *p = NULL;
11632         struct rq_flags rf;
11633
11634         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
11635         /*
11636          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
11637          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
11638          * inactive CPUs.
11639          */
11640         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
11641                 goto out_unlock;
11642
11643         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
11644         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
11645                      !busiest_rq->active_balance))
11646                 goto out_unlock;
11647
11648         /* Is there any task to move? */
11649         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
11650                 goto out_unlock;
11651
11652         /*
11653          * This condition is "impossible", if it occurs
11654          * we need to fix it. Originally reported by
11655          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
11656          */
11657         WARN_ON_ONCE(busiest_rq == target_rq);
11658
11659         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
11660         rcu_read_lock();
11661         for_each_domain(target_cpu, sd) {
11662                 if (cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
11663                         break;
11664         }
11665
11666         if (likely(sd)) {
11667                 struct lb_env env = {
11668                         .sd             = sd,
11669                         .dst_cpu        = target_cpu,
11670                         .dst_rq         = target_rq,
11671                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
11672                         .src_rq         = busiest_rq,
11673                         .idle           = CPU_IDLE,
11674                         .flags          = LBF_ACTIVE_LB,
11675                 };
11676
11677                 schedstat_inc(sd->alb_count);
11678                 update_rq_clock(busiest_rq);
11679
11680                 p = detach_one_task(&env);
11681                 if (p) {
11682                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
11683                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
11684                         sd->nr_balance_failed = 0;
11685                 } else {
11686                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
11687                 }
11688         }
11689         rcu_read_unlock();
11690 out_unlock:
11691         busiest_rq->active_balance = 0;
11692         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
11693
11694         if (p)
11695                 attach_one_task(target_rq, p);
11696
11697         local_irq_enable();
11698
11699         return 0;
11700 }
11701
11702 /*
11703  * This flag serializes load-balancing passes over large domains
11704  * (above the NODE topology level) - only one load-balancing instance
11705  * may run at a time, to reduce overhead on very large systems with
11706  * lots of CPUs and large NUMA distances.
11707  *
11708  * - Note that load-balancing passes triggered while another one
11709  *   is executing are skipped and not re-tried.
11710  *
11711  * - Also note that this does not serialize rebalance_domains()
11712  *   execution, as non-SD_SERIALIZE domains will still be
11713  *   load-balanced in parallel.
11714  */
11715 static atomic_t sched_balance_running = ATOMIC_INIT(0);
11716
11717 /*
11718  * Scale the max sched_balance_rq interval with the number of CPUs in the system.
11719  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
11720  */
11721 void update_max_interval(void)
11722 {
11723         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
11724 }
11725
11726 static inline bool update_newidle_cost(struct sched_domain *sd, u64 cost)
11727 {
11728         if (cost > sd->max_newidle_lb_cost) {
11729                 /*
11730                  * Track max cost of a domain to make sure to not delay the
11731                  * next wakeup on the CPU.
11732                  */
11733                 sd->max_newidle_lb_cost = cost;
11734                 sd->last_decay_max_lb_cost = jiffies;
11735         } else if (time_after(jiffies, sd->last_decay_max_lb_cost + HZ)) {
11736                 /*
11737                  * Decay the newidle max times by ~1% per second to ensure that
11738                  * it is not outdated and the current max cost is actually
11739                  * shorter.
11740                  */
11741                 sd->max_newidle_lb_cost = (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
11742                 sd->last_decay_max_lb_cost = jiffies;
11743
11744                 return true;
11745         }
11746
11747         return false;
11748 }
11749
11750 /*
11751  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
11752  * and initiates a balancing operation if so.
11753  *
11754  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
11755  */
11756 static void sched_balance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
11757 {
11758         int continue_balancing = 1;
11759         int cpu = rq->cpu;
11760         int busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
11761         unsigned long interval;
11762         struct sched_domain *sd;
11763         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
11764         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
11765         int update_next_balance = 0;
11766         int need_serialize, need_decay = 0;
11767         u64 max_cost = 0;
11768
11769         rcu_read_lock();
11770         for_each_domain(cpu, sd) {
11771                 /*
11772                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
11773                  * visit to all the domains.
11774                  */
11775                 need_decay = update_newidle_cost(sd, 0);
11776                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
11777
11778                 /*
11779                  * Stop the load balance at this level. There is another
11780                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
11781                  * actively.
11782                  */
11783                 if (!continue_balancing) {
11784                         if (need_decay)
11785                                 continue;
11786                         break;
11787                 }
11788
11789                 interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
11790
11791                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
11792                 if (need_serialize) {
11793                         if (atomic_cmpxchg_acquire(&sched_balance_running, 0, 1))
11794                                 goto out;
11795                 }
11796
11797                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
11798                         if (sched_balance_rq(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
11799                                 /*
11800                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
11801                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
11802                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
11803                                  */
11804                                 idle = idle_cpu(cpu);
11805                                 busy = !idle && !sched_idle_cpu(cpu);
11806                         }
11807                         sd->last_balance = jiffies;
11808                         interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
11809                 }
11810                 if (need_serialize)
11811                         atomic_set_release(&sched_balance_running, 0);
11812 out:
11813                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
11814                         next_balance = sd->last_balance + interval;
11815                         update_next_balance = 1;
11816                 }
11817         }
11818         if (need_decay) {
11819                 /*
11820                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
11821                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
11822                  */
11823                 rq->max_idle_balance_cost =
11824                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
11825         }
11826         rcu_read_unlock();
11827
11828         /*
11829          * next_balance will be updated only when there is a need.
11830          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
11831          * updated.
11832          */
11833         if (likely(update_next_balance))
11834                 rq->next_balance = next_balance;
11835
11836 }
11837
11838 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
11839 {
11840         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
11841 }
11842
11843 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
11844 /*
11845  * NOHZ idle load balancing (ILB) details:
11846  *
11847  * - When one of the busy CPUs notices that there may be an idle rebalancing
11848  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
11849  *   load balancing for all the idle CPUs.
11850  *
11851  * - HK_TYPE_MISC CPUs are used for this task, because HK_TYPE_SCHED is not set
11852  *   anywhere yet.
11853  */
11854 static inline int find_new_ilb(void)
11855 {
11856         const struct cpumask *hk_mask;
11857         int ilb_cpu;
11858
11859         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_TYPE_MISC);
11860
11861         for_each_cpu_and(ilb_cpu, nohz.idle_cpus_mask, hk_mask) {
11862
11863                 if (ilb_cpu == smp_processor_id())
11864                         continue;
11865
11866                 if (idle_cpu(ilb_cpu))
11867                         return ilb_cpu;
11868         }
11869
11870         return -1;
11871 }
11872
11873 /*
11874  * Kick a CPU to do the NOHZ balancing, if it is time for it, via a cross-CPU
11875  * SMP function call (IPI).
11876  *
11877  * We pick the first idle CPU in the HK_TYPE_MISC housekeeping set (if there is one).
11878  */
11879 static void kick_ilb(unsigned int flags)
11880 {
11881         int ilb_cpu;
11882
11883         /*
11884          * Increase nohz.next_balance only when if full ilb is triggered but
11885          * not if we only update stats.
11886          */
11887         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
11888                 nohz.next_balance = jiffies+1;
11889
11890         ilb_cpu = find_new_ilb();
11891         if (ilb_cpu < 0)
11892                 return;
11893
11894         /*
11895          * Access to rq::nohz_csd is serialized by NOHZ_KICK_MASK; he who sets
11896          * the first flag owns it; cleared by nohz_csd_func().
11897          */
11898         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
11899         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
11900                 return;
11901
11902         /*
11903          * This way we generate an IPI on the target CPU which
11904          * is idle, and the softirq performing NOHZ idle load balancing
11905          * will be run before returning from the IPI.
11906          */
11907         smp_call_function_single_async(ilb_cpu, &cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_csd);
11908 }
11909
11910 /*
11911  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
11912  * of idle CPUs in the system.
11913  */
11914 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
11915 {
11916         unsigned long now = jiffies;
11917         struct sched_domain_shared *sds;
11918         struct sched_domain *sd;
11919         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
11920         unsigned int flags = 0;
11921
11922         if (unlikely(rq->idle_balance))
11923                 return;
11924
11925         /*
11926          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
11927          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
11928          */
11929         nohz_balance_exit_idle(rq);
11930
11931         /*
11932          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
11933          * balancing:
11934          */
11935         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
11936                 return;
11937
11938         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
11939             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
11940                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
11941
11942         if (time_before(now, nohz.next_balance))
11943                 goto out;
11944
11945         if (rq->nr_running >= 2) {
11946                 flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
11947                 goto out;
11948         }
11949
11950         rcu_read_lock();
11951
11952         sd = rcu_dereference(rq->sd);
11953         if (sd) {
11954                 /*
11955                  * If there's a runnable CFS task and the current CPU has reduced
11956                  * capacity, kick the ILB to see if there's a better CPU to run on:
11957                  */
11958                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
11959                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
11960                         goto unlock;
11961                 }
11962         }
11963
11964         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
11965         if (sd) {
11966                 /*
11967                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
11968                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
11969                  * around.
11970                  *
11971                  * When balancing between cores, all the SMT siblings of the
11972                  * preferred CPU must be idle.
11973                  */
11974                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
11975                         if (sched_asym(sd, i, cpu)) {
11976                                 flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
11977                                 goto unlock;
11978                         }
11979                 }
11980         }
11981
11982         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
11983         if (sd) {
11984                 /*
11985                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
11986                  * to run the misfit task on.
11987                  */
11988                 if (check_misfit_status(rq)) {
11989                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
11990                         goto unlock;
11991                 }
11992
11993                 /*
11994                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
11995                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
11996                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
11997                  *
11998                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
11999                  */
12000                 goto unlock;
12001         }
12002
12003         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
12004         if (sds) {
12005                 /*
12006                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
12007                  * increase the overall cache utilization), we need a less-loaded LLC
12008                  * domain to pull some load from. Likewise, we may need to spread
12009                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
12010                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
12011                  * the others are - so just get a NOHZ balance going if it looks
12012                  * like this LLC domain has tasks we could move.
12013                  */
12014                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
12015                 if (nr_busy > 1) {
12016                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
12017                         goto unlock;
12018                 }
12019         }
12020 unlock:
12021         rcu_read_unlock();
12022 out:
12023         if (READ_ONCE(nohz.needs_update))
12024                 flags |= NOHZ_NEXT_KICK;
12025
12026         if (flags)
12027                 kick_ilb(flags);
12028 }
12029
12030 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
12031 {
12032         struct sched_domain *sd;
12033
12034         rcu_read_lock();
12035         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
12036
12037         if (!sd || !sd->nohz_idle)
12038                 goto unlock;
12039         sd->nohz_idle = 0;
12040
12041         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
12042 unlock:
12043         rcu_read_unlock();
12044 }
12045
12046 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
12047 {
12048         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
12049
12050         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
12051                 return;
12052
12053         rq->nohz_tick_stopped = 0;
12054         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
12055         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
12056
12057         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
12058 }
12059
12060 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
12061 {
12062         struct sched_domain *sd;
12063
12064         rcu_read_lock();
12065         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
12066
12067         if (!sd || sd->nohz_idle)
12068                 goto unlock;
12069         sd->nohz_idle = 1;
12070
12071         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
12072 unlock:
12073         rcu_read_unlock();
12074 }
12075
12076 /*
12077  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
12078  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
12079  */
12080 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
12081 {
12082         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
12083
12084         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
12085
12086         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
12087         if (!cpu_active(cpu))
12088                 return;
12089
12090         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
12091         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_SCHED))
12092                 return;
12093
12094         /*
12095          * Can be set safely without rq->lock held
12096          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
12097          * rq->lock is held during the check and the clear
12098          */
12099         rq->has_blocked_load = 1;
12100
12101         /*
12102          * The tick is still stopped but load could have been added in the
12103          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
12104          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
12105          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
12106          */
12107         if (rq->nohz_tick_stopped)
12108                 goto out;
12109
12110         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
12111         if (on_null_domain(rq))
12112                 return;
12113
12114         rq->nohz_tick_stopped = 1;
12115
12116         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
12117         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
12118
12119         /*
12120          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
12121          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
12122          * and @needs_update stores.
12123          */
12124         smp_mb__after_atomic();
12125
12126         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
12127
12128         WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 1);
12129 out:
12130         /*
12131          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
12132          * enable the periodic update of the load of idle CPUs
12133          */
12134         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
12135 }
12136
12137 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq)
12138 {
12139         unsigned int cpu = rq->cpu;
12140
12141         if (!rq->has_blocked_load)
12142                 return false;
12143
12144         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
12145                 return false;
12146
12147         if (!time_after(jiffies, READ_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick)))
12148                 return true;
12149
12150         sched_balance_update_blocked_averages(cpu);
12151
12152         return rq->has_blocked_load;
12153 }
12154
12155 /*
12156  * Internal function that runs load balance for all idle CPUs. The load balance
12157  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
12158  * tasks movement depending of flags.
12159  */
12160 static void _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags)
12161 {
12162         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
12163         unsigned long now = jiffies;
12164         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
12165         bool has_blocked_load = false;
12166         int update_next_balance = 0;
12167         int this_cpu = this_rq->cpu;
12168         int balance_cpu;
12169         struct rq *rq;
12170
12171         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
12172
12173         /*
12174          * We assume there will be no idle load after this update and clear
12175          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
12176          * set the has_blocked flag and trigger another update of idle load.
12177          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
12178          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
12179          * check the load of an idle cpu.
12180          *
12181          * Same applies to idle_cpus_mask vs needs_update.
12182          */
12183         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
12184                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
12185         if (flags & NOHZ_NEXT_KICK)
12186                 WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 0);
12187
12188         /*
12189          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
12190          * store from nohz_balance_enter_idle().
12191          */
12192         smp_mb();
12193
12194         /*
12195          * Start with the next CPU after this_cpu so we will end with this_cpu and let a
12196          * chance for other idle cpu to pull load.
12197          */
12198         for_each_cpu_wrap(balance_cpu,  nohz.idle_cpus_mask, this_cpu+1) {
12199                 if (!idle_cpu(balance_cpu))
12200                         continue;
12201
12202                 /*
12203                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
12204                  * work being done for other CPUs. Next load
12205                  * balancing owner will pick it up.
12206                  */
12207                 if (need_resched()) {
12208                         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
12209                                 has_blocked_load = true;
12210                         if (flags & NOHZ_NEXT_KICK)
12211                                 WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 1);
12212                         goto abort;
12213                 }
12214
12215                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
12216
12217                 if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
12218                         has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq);
12219
12220                 /*
12221                  * If time for next balance is due,
12222                  * do the balance.
12223                  */
12224                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
12225                         struct rq_flags rf;
12226
12227                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
12228                         update_rq_clock(rq);
12229                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
12230
12231                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
12232                                 sched_balance_domains(rq, CPU_IDLE);
12233                 }
12234
12235                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
12236                         next_balance = rq->next_balance;
12237                         update_next_balance = 1;
12238                 }
12239         }
12240
12241         /*
12242          * next_balance will be updated only when there is a need.
12243          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
12244          * updated.
12245          */
12246         if (likely(update_next_balance))
12247                 nohz.next_balance = next_balance;
12248
12249         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
12250                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
12251                            now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
12252
12253 abort:
12254         /* There is still blocked load, enable periodic update */
12255         if (has_blocked_load)
12256                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
12257 }
12258
12259 /*
12260  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
12261  * rebalancing for all the CPUs for whom scheduler ticks are stopped.
12262  */
12263 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
12264 {
12265         unsigned int flags = this_rq->nohz_idle_balance;
12266
12267         if (!flags)
12268                 return false;
12269
12270         this_rq->nohz_idle_balance = 0;
12271
12272         if (idle != CPU_IDLE)
12273                 return false;
12274
12275         _nohz_idle_balance(this_rq, flags);
12276
12277         return true;
12278 }
12279
12280 /*
12281  * Check if we need to directly run the ILB for updating blocked load before
12282  * entering idle state. Here we run ILB directly without issuing IPIs.
12283  *
12284  * Note that when this function is called, the tick may not yet be stopped on
12285  * this CPU yet. nohz.idle_cpus_mask is updated only when tick is stopped and
12286  * cleared on the next busy tick. In other words, nohz.idle_cpus_mask updates
12287  * don't align with CPUs enter/exit idle to avoid bottlenecks due to high idle
12288  * entry/exit rate (usec). So it is possible that _nohz_idle_balance() is
12289  * called from this function on (this) CPU that's not yet in the mask. That's
12290  * OK because the goal of nohz_run_idle_balance() is to run ILB only for
12291  * updating the blocked load of already idle CPUs without waking up one of
12292  * those idle CPUs and outside the preempt disable / IRQ off phase of the local
12293  * cpu about to enter idle, because it can take a long time.
12294  */
12295 void nohz_run_idle_balance(int cpu)
12296 {
12297         unsigned int flags;
12298
12299         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
12300
12301         /*
12302          * Update the blocked load only if no SCHED_SOFTIRQ is about to happen
12303          * (i.e. NOHZ_STATS_KICK set) and will do the same.
12304          */
12305         if ((flags == NOHZ_NEWILB_KICK) && !need_resched())
12306                 _nohz_idle_balance(cpu_rq(cpu), NOHZ_STATS_KICK);
12307 }
12308
12309 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
12310 {
12311         int this_cpu = this_rq->cpu;
12312
12313         /*
12314          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
12315          * housekeeping
12316          */
12317         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_TYPE_SCHED))
12318                 return;
12319
12320         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
12321         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
12322                 return;
12323
12324         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
12325         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
12326             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
12327                 return;
12328
12329         /*
12330          * Set the need to trigger ILB in order to update blocked load
12331          * before entering idle state.
12332          */
12333         atomic_or(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(this_cpu));
12334 }
12335
12336 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
12337 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
12338
12339 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
12340 {
12341         return false;
12342 }
12343
12344 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
12345 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
12346
12347 /*
12348  * sched_balance_newidle is called by schedule() if this_cpu is about to become
12349  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
12350  *
12351  * Returns:
12352  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
12353  *     0 - failed, no new tasks
12354  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
12355  */
12356 static int sched_balance_newidle(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
12357 {
12358         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
12359         int this_cpu = this_rq->cpu;
12360         int continue_balancing = 1;
12361         u64 t0, t1, curr_cost = 0;
12362         struct sched_domain *sd;
12363         int pulled_task = 0;
12364
12365         update_misfit_status(NULL, this_rq);
12366
12367         /*
12368          * There is a task waiting to run. No need to search for one.
12369          * Return 0; the task will be enqueued when switching to idle.
12370          */
12371         if (this_rq->ttwu_pending)
12372                 return 0;
12373
12374         /*
12375          * We must set idle_stamp _before_ calling sched_balance_rq()
12376          * for CPU_NEWLY_IDLE, such that we measure the this duration
12377          * as idle time.
12378          */
12379         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
12380
12381         /*
12382          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
12383          */
12384         if (!cpu_active(this_cpu))
12385                 return 0;
12386
12387         /*
12388          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
12389          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
12390          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
12391          * re-start the picking loop.
12392          */
12393         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
12394
12395         rcu_read_lock();
12396         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
12397
12398         if (!get_rd_overloaded(this_rq->rd) ||
12399             (sd && this_rq->avg_idle < sd->max_newidle_lb_cost)) {
12400
12401                 if (sd)
12402                         update_next_balance(sd, &next_balance);
12403                 rcu_read_unlock();
12404
12405                 goto out;
12406         }
12407         rcu_read_unlock();
12408
12409         raw_spin_rq_unlock(this_rq);
12410
12411         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
12412         sched_balance_update_blocked_averages(this_cpu);
12413
12414         rcu_read_lock();
12415         for_each_domain(this_cpu, sd) {
12416                 u64 domain_cost;
12417
12418                 update_next_balance(sd, &next_balance);
12419
12420                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
12421                         break;
12422
12423                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
12424
12425                         pulled_task = sched_balance_rq(this_cpu, this_rq,
12426                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
12427                                                    &continue_balancing);
12428
12429                         t1 = sched_clock_cpu(this_cpu);
12430                         domain_cost = t1 - t0;
12431                         update_newidle_cost(sd, domain_cost);
12432
12433                         curr_cost += domain_cost;
12434                         t0 = t1;
12435                 }
12436
12437                 /*
12438                  * Stop searching for tasks to pull if there are
12439                  * now runnable tasks on this rq.
12440                  */
12441                 if (pulled_task || !continue_balancing)
12442                         break;
12443         }
12444         rcu_read_unlock();
12445
12446         raw_spin_rq_lock(this_rq);
12447
12448         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
12449                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
12450
12451         /*
12452          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
12453          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
12454          * pretend we pulled a task.
12455          */
12456         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
12457                 pulled_task = 1;
12458
12459         /* Is there a task of a high priority class? */
12460         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
12461                 pulled_task = -1;
12462
12463 out:
12464         /* Move the next balance forward */
12465         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
12466                 this_rq->next_balance = next_balance;
12467
12468         if (pulled_task)
12469                 this_rq->idle_stamp = 0;
12470         else
12471                 nohz_newidle_balance(this_rq);
12472
12473         rq_repin_lock(this_rq, rf);
12474
12475         return pulled_task;
12476 }
12477
12478 /*
12479  * This softirq handler is triggered via SCHED_SOFTIRQ from two places:
12480  *
12481  * - directly from the local scheduler_tick() for periodic load balancing
12482  *
12483  * - indirectly from a remote scheduler_tick() for NOHZ idle balancing
12484  *   through the SMP cross-call nohz_csd_func()
12485  */
12486 static __latent_entropy void sched_balance_softirq(struct softirq_action *h)
12487 {
12488         struct rq *this_rq = this_rq();
12489         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance;
12490         /*
12491          * If this CPU has a pending NOHZ_BALANCE_KICK, then do the
12492          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
12493          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* sched_balance_domains to
12494          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
12495          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
12496          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
12497          */
12498         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
12499                 return;
12500
12501         /* normal load balance */
12502         sched_balance_update_blocked_averages(this_rq->cpu);
12503         sched_balance_domains(this_rq, idle);
12504 }
12505
12506 /*
12507  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
12508  */
12509 void sched_balance_trigger(struct rq *rq)
12510 {
12511         /*
12512          * Don't need to rebalance while attached to NULL domain or
12513          * runqueue CPU is not active
12514          */
12515         if (unlikely(on_null_domain(rq) || !cpu_active(cpu_of(rq))))
12516                 return;
12517
12518         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
12519                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
12520
12521         nohz_balancer_kick(rq);
12522 }
12523
12524 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
12525 {
12526         update_sysctl();
12527
12528         update_runtime_enabled(rq);
12529 }
12530
12531 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
12532 {
12533         update_sysctl();
12534
12535         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
12536         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
12537
12538         /* Ensure that we remove rq contribution to group share: */
12539         clear_tg_offline_cfs_rqs(rq);
12540 }
12541
12542 #endif /* CONFIG_SMP */
12543
12544 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
12545 static inline bool
12546 __entity_slice_used(struct sched_entity *se, int min_nr_tasks)
12547 {
12548         u64 rtime = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
12549         u64 slice = se->slice;
12550
12551         return (rtime * min_nr_tasks > slice);
12552 }
12553
12554 #define MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE   2
12555 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
12556 {
12557         if (!sched_core_enabled(rq))
12558                 return;
12559
12560         /*
12561          * If runqueue has only one task which used up its slice and
12562          * if the sibling is forced idle, then trigger schedule to
12563          * give forced idle task a chance.
12564          *
12565          * sched_slice() considers only this active rq and it gets the
12566          * whole slice. But during force idle, we have siblings acting
12567          * like a single runqueue and hence we need to consider runnable
12568          * tasks on this CPU and the forced idle CPU. Ideally, we should
12569          * go through the forced idle rq, but that would be a perf hit.
12570          * We can assume that the forced idle CPU has at least
12571          * MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE - 1 tasks and use that to check
12572          * if we need to give up the CPU.
12573          */
12574         if (rq->core->core_forceidle_count && rq->cfs.nr_running == 1 &&
12575             __entity_slice_used(&curr->se, MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE))
12576                 resched_curr(rq);
12577 }
12578
12579 /*
12580  * se_fi_update - Update the cfs_rq->min_vruntime_fi in a CFS hierarchy if needed.
12581  */
12582 static void se_fi_update(const struct sched_entity *se, unsigned int fi_seq,
12583                          bool forceidle)
12584 {
12585         for_each_sched_entity(se) {
12586                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12587
12588                 if (forceidle) {
12589                         if (cfs_rq->forceidle_seq == fi_seq)
12590                                 break;
12591                         cfs_rq->forceidle_seq = fi_seq;
12592                 }
12593
12594                 cfs_rq->min_vruntime_fi = cfs_rq->min_vruntime;
12595         }
12596 }
12597
12598 void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi)
12599 {
12600         struct sched_entity *se = &p->se;
12601
12602         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
12603                 return;
12604
12605         se_fi_update(se, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
12606 }
12607
12608 bool cfs_prio_less(const struct task_struct *a, const struct task_struct *b,
12609                         bool in_fi)
12610 {
12611         struct rq *rq = task_rq(a);
12612         const struct sched_entity *sea = &a->se;
12613         const struct sched_entity *seb = &b->se;
12614         struct cfs_rq *cfs_rqa;
12615         struct cfs_rq *cfs_rqb;
12616         s64 delta;
12617
12618         SCHED_WARN_ON(task_rq(b)->core != rq->core);
12619
12620 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
12621         /*
12622          * Find an se in the hierarchy for tasks a and b, such that the se's
12623          * are immediate siblings.
12624          */
12625         while (sea->cfs_rq->tg != seb->cfs_rq->tg) {
12626                 int sea_depth = sea->depth;
12627                 int seb_depth = seb->depth;
12628
12629                 if (sea_depth >= seb_depth)
12630                         sea = parent_entity(sea);
12631                 if (sea_depth <= seb_depth)
12632                         seb = parent_entity(seb);
12633         }
12634
12635         se_fi_update(sea, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
12636         se_fi_update(seb, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
12637
12638         cfs_rqa = sea->cfs_rq;
12639         cfs_rqb = seb->cfs_rq;
12640 #else
12641         cfs_rqa = &task_rq(a)->cfs;
12642         cfs_rqb = &task_rq(b)->cfs;
12643 #endif
12644
12645         /*
12646          * Find delta after normalizing se's vruntime with its cfs_rq's
12647          * min_vruntime_fi, which would have been updated in prior calls
12648          * to se_fi_update().
12649          */
12650         delta = (s64)(sea->vruntime - seb->vruntime) +
12651                 (s64)(cfs_rqb->min_vruntime_fi - cfs_rqa->min_vruntime_fi);
12652
12653         return delta > 0;
12654 }
12655
12656 static int task_is_throttled_fair(struct task_struct *p, int cpu)
12657 {
12658         struct cfs_rq *cfs_rq;
12659
12660 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
12661         cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
12662 #else
12663         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
12664 #endif
12665         return throttled_hierarchy(cfs_rq);
12666 }
12667 #else
12668 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr) {}
12669 #endif
12670
12671 /*
12672  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
12673  *
12674  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
12675  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
12676  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
12677  * parameters.
12678  */
12679 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
12680 {
12681         struct cfs_rq *cfs_rq;
12682         struct sched_entity *se = &curr->se;
12683
12684         for_each_sched_entity(se) {
12685                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12686                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
12687         }
12688
12689         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
12690                 task_tick_numa(rq, curr);
12691
12692         update_misfit_status(curr, rq);
12693         check_update_overutilized_status(task_rq(curr));
12694
12695         task_tick_core(rq, curr);
12696 }
12697
12698 /*
12699  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
12700  *  - child not yet on the tasklist
12701  *  - preemption disabled
12702  */
12703 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
12704 {
12705         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
12706         struct cfs_rq *cfs_rq;
12707         struct rq *rq = this_rq();
12708         struct rq_flags rf;
12709
12710         rq_lock(rq, &rf);
12711         update_rq_clock(rq);
12712
12713         set_task_max_allowed_capacity(p);
12714
12715         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
12716         curr = cfs_rq->curr;
12717         if (curr)
12718                 update_curr(cfs_rq);
12719         place_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_INITIAL);
12720         rq_unlock(rq, &rf);
12721 }
12722
12723 /*
12724  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
12725  * the current task.
12726  */
12727 static void
12728 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
12729 {
12730         if (!task_on_rq_queued(p))
12731                 return;
12732
12733         if (rq->cfs.nr_running == 1)
12734                 return;
12735
12736         /*
12737          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
12738          * our priority decreased, or if we are not currently running on
12739          * this runqueue and our priority is higher than the current's
12740          */
12741         if (task_current(rq, p)) {
12742                 if (p->prio > oldprio)
12743                         resched_curr(rq);
12744         } else
12745                 wakeup_preempt(rq, p, 0);
12746 }
12747
12748 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
12749 /*
12750  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
12751  * visible to the root
12752  */
12753 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
12754 {
12755         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12756
12757         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
12758                 return;
12759
12760         if (!throttled_hierarchy(cfs_rq))
12761                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
12762
12763         /* Start to propagate at parent */
12764         se = se->parent;
12765
12766         for_each_sched_entity(se) {
12767                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12768
12769                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
12770
12771                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
12772                         break;
12773
12774                 if (!throttled_hierarchy(cfs_rq))
12775                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
12776         }
12777 }
12778 #else
12779 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
12780 #endif
12781
12782 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
12783 {
12784         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12785
12786 #ifdef CONFIG_SMP
12787         /*
12788          * In case the task sched_avg hasn't been attached:
12789          * - A forked task which hasn't been woken up by wake_up_new_task().
12790          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() but is
12791          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
12792          */
12793         if (!se->avg.last_update_time)
12794                 return;
12795 #endif
12796
12797         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
12798         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
12799         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
12800         update_tg_load_avg(cfs_rq);
12801         propagate_entity_cfs_rq(se);
12802 }
12803
12804 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
12805 {
12806         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12807
12808         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
12809         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
12810         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
12811         update_tg_load_avg(cfs_rq);
12812         propagate_entity_cfs_rq(se);
12813 }
12814
12815 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
12816 {
12817         struct sched_entity *se = &p->se;
12818
12819         detach_entity_cfs_rq(se);
12820 }
12821
12822 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
12823 {
12824         struct sched_entity *se = &p->se;
12825
12826         attach_entity_cfs_rq(se);
12827 }
12828
12829 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
12830 {
12831         detach_task_cfs_rq(p);
12832 }
12833
12834 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
12835 {
12836         attach_task_cfs_rq(p);
12837
12838         set_task_max_allowed_capacity(p);
12839
12840         if (task_on_rq_queued(p)) {
12841                 /*
12842                  * We were most likely switched from sched_rt, so
12843                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
12844                  * if we can still preempt the current task.
12845                  */
12846                 if (task_current(rq, p))
12847                         resched_curr(rq);
12848                 else
12849                         wakeup_preempt(rq, p, 0);
12850         }
12851 }
12852
12853 /* Account for a task changing its policy or group.
12854  *
12855  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
12856  * migrates between groups/classes.
12857  */
12858 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
12859 {
12860         struct sched_entity *se = &p->se;
12861
12862 #ifdef CONFIG_SMP
12863         if (task_on_rq_queued(p)) {
12864                 /*
12865                  * Move the next running task to the front of the list, so our
12866                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
12867                  */
12868                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
12869         }
12870 #endif
12871
12872         for_each_sched_entity(se) {
12873                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12874
12875                 set_next_entity(cfs_rq, se);
12876                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
12877                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
12878         }
12879 }
12880
12881 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
12882 {
12883         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
12884         u64_u32_store(cfs_rq->min_vruntime, (u64)(-(1LL << 20)));
12885 #ifdef CONFIG_SMP
12886         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
12887 #endif
12888 }
12889
12890 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
12891 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p)
12892 {
12893         /*
12894          * We couldn't detach or attach a forked task which
12895          * hasn't been woken up by wake_up_new_task().
12896          */
12897         if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_NEW)
12898                 return;
12899
12900         detach_task_cfs_rq(p);
12901
12902 #ifdef CONFIG_SMP
12903         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
12904         p->se.avg.last_update_time = 0;
12905 #endif
12906         set_task_rq(p, task_cpu(p));
12907         attach_task_cfs_rq(p);
12908 }
12909
12910 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
12911 {
12912         int i;
12913
12914         for_each_possible_cpu(i) {
12915                 if (tg->cfs_rq)
12916                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
12917                 if (tg->se)
12918                         kfree(tg->se[i]);
12919         }
12920
12921         kfree(tg->cfs_rq);
12922         kfree(tg->se);
12923 }
12924
12925 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
12926 {
12927         struct sched_entity *se;
12928         struct cfs_rq *cfs_rq;
12929         int i;
12930
12931         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
12932         if (!tg->cfs_rq)
12933                 goto err;
12934         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
12935         if (!tg->se)
12936                 goto err;
12937
12938         tg->shares = NICE_0_LOAD;
12939
12940         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg), tg_cfs_bandwidth(parent));
12941
12942         for_each_possible_cpu(i) {
12943                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
12944                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
12945                 if (!cfs_rq)
12946                         goto err;
12947
12948                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity_stats),
12949                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
12950                 if (!se)
12951                         goto err_free_rq;
12952
12953                 init_cfs_rq(cfs_rq);
12954                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
12955                 init_entity_runnable_average(se);
12956         }
12957
12958         return 1;
12959
12960 err_free_rq:
12961         kfree(cfs_rq);
12962 err:
12963         return 0;
12964 }
12965
12966 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
12967 {
12968         struct sched_entity *se;
12969         struct rq_flags rf;
12970         struct rq *rq;
12971         int i;
12972
12973         for_each_possible_cpu(i) {
12974                 rq = cpu_rq(i);
12975                 se = tg->se[i];
12976                 rq_lock_irq(rq, &rf);
12977                 update_rq_clock(rq);
12978                 attach_entity_cfs_rq(se);
12979                 sync_throttle(tg, i);
12980                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
12981         }
12982 }
12983
12984 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
12985 {
12986         unsigned long flags;
12987         struct rq *rq;
12988         int cpu;
12989
12990         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
12991
12992         for_each_possible_cpu(cpu) {
12993                 if (tg->se[cpu])
12994                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
12995
12996                 /*
12997                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
12998                  * check on_list without danger of it being re-added.
12999                  */
13000                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
13001                         continue;
13002
13003                 rq = cpu_rq(cpu);
13004
13005                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
13006                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
13007                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
13008         }
13009 }
13010
13011 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
13012                         struct sched_entity *se, int cpu,
13013                         struct sched_entity *parent)
13014 {
13015         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
13016
13017         cfs_rq->tg = tg;
13018         cfs_rq->rq = rq;
13019         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
13020
13021         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
13022         tg->se[cpu] = se;
13023
13024         /* se could be NULL for root_task_group */
13025         if (!se)
13026                 return;
13027
13028         if (!parent) {
13029                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
13030                 se->depth = 0;
13031         } else {
13032                 se->cfs_rq = parent->my_q;
13033                 se->depth = parent->depth + 1;
13034         }
13035
13036         se->my_q = cfs_rq;
13037         /* guarantee group entities always have weight */
13038         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
13039         se->parent = parent;
13040 }
13041
13042 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
13043
13044 static int __sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
13045 {
13046         int i;
13047
13048         lockdep_assert_held(&shares_mutex);
13049
13050         /*
13051          * We can't change the weight of the root cgroup.
13052          */
13053         if (!tg->se[0])
13054                 return -EINVAL;
13055
13056         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
13057
13058         if (tg->shares == shares)
13059                 return 0;
13060
13061         tg->shares = shares;
13062         for_each_possible_cpu(i) {
13063                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
13064                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
13065                 struct rq_flags rf;
13066
13067                 /* Propagate contribution to hierarchy */
13068                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
13069                 update_rq_clock(rq);
13070                 for_each_sched_entity(se) {
13071                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
13072                         update_cfs_group(se);
13073                 }
13074                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
13075         }
13076
13077         return 0;
13078 }
13079
13080 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
13081 {
13082         int ret;
13083
13084         mutex_lock(&shares_mutex);
13085         if (tg_is_idle(tg))
13086                 ret = -EINVAL;
13087         else
13088                 ret = __sched_group_set_shares(tg, shares);
13089         mutex_unlock(&shares_mutex);
13090
13091         return ret;
13092 }
13093
13094 int sched_group_set_idle(struct task_group *tg, long idle)
13095 {
13096         int i;
13097
13098         if (tg == &root_task_group)
13099                 return -EINVAL;
13100
13101         if (idle < 0 || idle > 1)
13102                 return -EINVAL;
13103
13104         mutex_lock(&shares_mutex);
13105
13106         if (tg->idle == idle) {
13107                 mutex_unlock(&shares_mutex);
13108                 return 0;
13109         }
13110
13111         tg->idle = idle;
13112
13113         for_each_possible_cpu(i) {
13114                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
13115                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
13116                 struct cfs_rq *parent_cfs_rq, *grp_cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
13117                 bool was_idle = cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq);
13118                 long idle_task_delta;
13119                 struct rq_flags rf;
13120
13121                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
13122
13123                 grp_cfs_rq->idle = idle;
13124                 if (WARN_ON_ONCE(was_idle == cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq)))
13125                         goto next_cpu;
13126
13127                 if (se->on_rq) {
13128                         parent_cfs_rq = cfs_rq_of(se);
13129                         if (cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq))
13130                                 parent_cfs_rq->idle_nr_running++;
13131                         else
13132                                 parent_cfs_rq->idle_nr_running--;
13133                 }
13134
13135                 idle_task_delta = grp_cfs_rq->h_nr_running -
13136                                   grp_cfs_rq->idle_h_nr_running;
13137                 if (!cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq))
13138                         idle_task_delta *= -1;
13139
13140                 for_each_sched_entity(se) {
13141                         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
13142
13143                         if (!se->on_rq)
13144                                 break;
13145
13146                         cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
13147
13148                         /* Already accounted at parent level and above. */
13149                         if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
13150                                 break;
13151                 }
13152
13153 next_cpu:
13154                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
13155         }
13156
13157         /* Idle groups have minimum weight. */
13158         if (tg_is_idle(tg))
13159                 __sched_group_set_shares(tg, scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO));
13160         else
13161                 __sched_group_set_shares(tg, NICE_0_LOAD);
13162
13163         mutex_unlock(&shares_mutex);
13164         return 0;
13165 }
13166
13167 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
13168
13169
13170 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
13171 {
13172         struct sched_entity *se = &task->se;
13173         unsigned int rr_interval = 0;
13174
13175         /*
13176          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
13177          * idle runqueue:
13178          */
13179         if (rq->cfs.load.weight)
13180                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(se->slice);
13181
13182         return rr_interval;
13183 }
13184
13185 /*
13186  * All the scheduling class methods:
13187  */
13188 DEFINE_SCHED_CLASS(fair) = {
13189
13190         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
13191         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
13192         .yield_task             = yield_task_fair,
13193         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
13194
13195         .wakeup_preempt         = check_preempt_wakeup_fair,
13196
13197         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
13198         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
13199         .set_next_task          = set_next_task_fair,
13200
13201 #ifdef CONFIG_SMP
13202         .balance                = balance_fair,
13203         .pick_task              = pick_task_fair,
13204         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
13205         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
13206
13207         .rq_online              = rq_online_fair,
13208         .rq_offline             = rq_offline_fair,
13209
13210         .task_dead              = task_dead_fair,
13211         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_fair,
13212 #endif
13213
13214         .task_tick              = task_tick_fair,
13215         .task_fork              = task_fork_fair,
13216
13217         .prio_changed           = prio_changed_fair,
13218         .switched_from          = switched_from_fair,
13219         .switched_to            = switched_to_fair,
13220
13221         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
13222
13223         .update_curr            = update_curr_fair,
13224
13225 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
13226         .task_change_group      = task_change_group_fair,
13227 #endif
13228
13229 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
13230         .task_is_throttled      = task_is_throttled_fair,
13231 #endif
13232
13233 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
13234         .uclamp_enabled         = 1,
13235 #endif
13236 };
13237
13238 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
13239 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
13240 {
13241         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
13242
13243         rcu_read_lock();
13244         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
13245                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
13246         rcu_read_unlock();
13247 }
13248
13249 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
13250 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
13251 {
13252         int node;
13253         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
13254         struct numa_group *ng;
13255
13256         rcu_read_lock();
13257         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
13258         for_each_online_node(node) {
13259                 if (p->numa_faults) {
13260                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
13261                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
13262                 }
13263                 if (ng) {
13264                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
13265                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
13266                 }
13267                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
13268         }
13269         rcu_read_unlock();
13270 }
13271 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
13272 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
13273
13274 __init void init_sched_fair_class(void)
13275 {
13276 #ifdef CONFIG_SMP
13277         int i;
13278
13279         for_each_possible_cpu(i) {
13280                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(load_balance_mask, i), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
13281                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(select_rq_mask,    i), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
13282                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(should_we_balance_tmpmask, i),
13283                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
13284
13285 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
13286                 INIT_CSD(&cpu_rq(i)->cfsb_csd, __cfsb_csd_unthrottle, cpu_rq(i));
13287                 INIT_LIST_HEAD(&cpu_rq(i)->cfsb_csd_list);
13288 #endif
13289         }
13290
13291         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, sched_balance_softirq);
13292
13293 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
13294         nohz.next_balance = jiffies;
13295         nohz.next_blocked = jiffies;
13296         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
13297 #endif
13298 #endif /* SMP */
13299
13300 }