9ed5ab53872fd1a5a297016c8cb7854def3a25a4
[linux-2.6-block.git] / kernel / sched / fair.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
4  *
5  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
6  *
7  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
8  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
9  *
10  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
11  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
12  *
13  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
14  *  Copyright IBM Corporation, 2007
15  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
16  *
17  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
18  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
19  *
20  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
21  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
22  */
23 #include "sched.h"
24
25 #include <trace/events/sched.h>
26
27 /*
28  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
29  *
30  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
31  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
32  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
33  * based scheduling concepts.
34  *
35  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
36  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
37  *
38  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
39  */
40 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
41 static unsigned int normalized_sysctl_sched_latency     = 6000000ULL;
42
43 /*
44  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
45  *
46  * Options are:
47  *
48  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
49  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
50  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
51  *
52  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
53  */
54 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
55
56 /*
57  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
58  *
59  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
60  */
61 unsigned int sysctl_sched_min_granularity                       = 750000ULL;
62 static unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity     = 750000ULL;
63
64 /*
65  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
66  */
67 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
68
69 /*
70  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
71  * parent will (try to) run first.
72  */
73 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
74
75 /*
76  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
77  *
78  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
79  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
80  * have immediate wakeup/sleep latencies.
81  *
82  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
83  */
84 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity                    = 1000000UL;
85 static unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity  = 1000000UL;
86
87 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
88
89 #ifdef CONFIG_SMP
90 /*
91  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
92  */
93 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
94 {
95         return -cpu;
96 }
97
98 /*
99  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity:
100  * util * margin < capacity * 1024
101  *
102  * (default: ~20%)
103  */
104 static unsigned int capacity_margin                     = 1280;
105 #endif
106
107 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
108 /*
109  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
110  * each time a cfs_rq requests quota.
111  *
112  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
113  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
114  * we will always only issue the remaining available time.
115  *
116  * (default: 5 msec, units: microseconds)
117  */
118 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
119 #endif
120
121 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
122 {
123         lw->weight += inc;
124         lw->inv_weight = 0;
125 }
126
127 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
128 {
129         lw->weight -= dec;
130         lw->inv_weight = 0;
131 }
132
133 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
134 {
135         lw->weight = w;
136         lw->inv_weight = 0;
137 }
138
139 /*
140  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
141  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
142  * to users decreases. But the relationship is not linear,
143  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
144  * number of CPUs.
145  *
146  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
147  */
148 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
149 {
150         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
151         unsigned int factor;
152
153         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
154         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
155                 factor = 1;
156                 break;
157         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
158                 factor = cpus;
159                 break;
160         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
161         default:
162                 factor = 1 + ilog2(cpus);
163                 break;
164         }
165
166         return factor;
167 }
168
169 static void update_sysctl(void)
170 {
171         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
172
173 #define SET_SYSCTL(name) \
174         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
175         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
176         SET_SYSCTL(sched_latency);
177         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
178 #undef SET_SYSCTL
179 }
180
181 void sched_init_granularity(void)
182 {
183         update_sysctl();
184 }
185
186 #define WMULT_CONST     (~0U)
187 #define WMULT_SHIFT     32
188
189 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
190 {
191         unsigned long w;
192
193         if (likely(lw->inv_weight))
194                 return;
195
196         w = scale_load_down(lw->weight);
197
198         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
199                 lw->inv_weight = 1;
200         else if (unlikely(!w))
201                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
202         else
203                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
204 }
205
206 /*
207  * delta_exec * weight / lw.weight
208  *   OR
209  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
210  *
211  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
212  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
213  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
214  *
215  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
216  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
217  */
218 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
219 {
220         u64 fact = scale_load_down(weight);
221         int shift = WMULT_SHIFT;
222
223         __update_inv_weight(lw);
224
225         if (unlikely(fact >> 32)) {
226                 while (fact >> 32) {
227                         fact >>= 1;
228                         shift--;
229                 }
230         }
231
232         /* hint to use a 32x32->64 mul */
233         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
234
235         while (fact >> 32) {
236                 fact >>= 1;
237                 shift--;
238         }
239
240         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
241 }
242
243
244 const struct sched_class fair_sched_class;
245
246 /**************************************************************
247  * CFS operations on generic schedulable entities:
248  */
249
250 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
251 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
252 {
253         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
254         return container_of(se, struct task_struct, se);
255 }
256
257 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
258 #define for_each_sched_entity(se) \
259                 for (; se; se = se->parent)
260
261 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
262 {
263         return p->se.cfs_rq;
264 }
265
266 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
267 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
268 {
269         return se->cfs_rq;
270 }
271
272 /* runqueue "owned" by this group */
273 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
274 {
275         return grp->my_q;
276 }
277
278 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
279 {
280         if (!path)
281                 return;
282
283         if (cfs_rq && task_group_is_autogroup(cfs_rq->tg))
284                 autogroup_path(cfs_rq->tg, path, len);
285         else if (cfs_rq && cfs_rq->tg->css.cgroup)
286                 cgroup_path(cfs_rq->tg->css.cgroup, path, len);
287         else
288                 strlcpy(path, "(null)", len);
289 }
290
291 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
292 {
293         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
294         int cpu = cpu_of(rq);
295
296         if (cfs_rq->on_list)
297                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
298
299         cfs_rq->on_list = 1;
300
301         /*
302          * Ensure we either appear before our parent (if already
303          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
304          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
305          * reduces this to two cases and a special case for the root
306          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
307          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
308          * to a tree or when we reach the top of the tree
309          */
310         if (cfs_rq->tg->parent &&
311             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
312                 /*
313                  * If parent is already on the list, we add the child
314                  * just before. Thanks to circular linked property of
315                  * the list, this means to put the child at the tail
316                  * of the list that starts by parent.
317                  */
318                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
319                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
320                 /*
321                  * The branch is now connected to its tree so we can
322                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
323                  * list.
324                  */
325                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
326                 return true;
327         }
328
329         if (!cfs_rq->tg->parent) {
330                 /*
331                  * cfs rq without parent should be put
332                  * at the tail of the list.
333                  */
334                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
335                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
336                 /*
337                  * We have reach the top of a tree so we can reset
338                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
339                  */
340                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
341                 return true;
342         }
343
344         /*
345          * The parent has not already been added so we want to
346          * make sure that it will be put after us.
347          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
348          * where we will add parent.
349          */
350         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
351         /*
352          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
353          * of the branch
354          */
355         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
356         return false;
357 }
358
359 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
360 {
361         if (cfs_rq->on_list) {
362                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
363
364                 /*
365                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
366                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
367                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
368                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
369                  * at the end of the enqueue.
370                  */
371                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
372                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
373
374                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
375                 cfs_rq->on_list = 0;
376         }
377 }
378
379 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
380 {
381         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
382 }
383
384 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
385 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
386         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
387                                  leaf_cfs_rq_list)
388
389 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
390 static inline struct cfs_rq *
391 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
392 {
393         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
394                 return se->cfs_rq;
395
396         return NULL;
397 }
398
399 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
400 {
401         return se->parent;
402 }
403
404 static void
405 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
406 {
407         int se_depth, pse_depth;
408
409         /*
410          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
411          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
412          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
413          * parent.
414          */
415
416         /* First walk up until both entities are at same depth */
417         se_depth = (*se)->depth;
418         pse_depth = (*pse)->depth;
419
420         while (se_depth > pse_depth) {
421                 se_depth--;
422                 *se = parent_entity(*se);
423         }
424
425         while (pse_depth > se_depth) {
426                 pse_depth--;
427                 *pse = parent_entity(*pse);
428         }
429
430         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
431                 *se = parent_entity(*se);
432                 *pse = parent_entity(*pse);
433         }
434 }
435
436 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
437
438 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
439 {
440         return container_of(se, struct task_struct, se);
441 }
442
443 #define for_each_sched_entity(se) \
444                 for (; se; se = NULL)
445
446 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
447 {
448         return &task_rq(p)->cfs;
449 }
450
451 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
452 {
453         struct task_struct *p = task_of(se);
454         struct rq *rq = task_rq(p);
455
456         return &rq->cfs;
457 }
458
459 /* runqueue "owned" by this group */
460 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
461 {
462         return NULL;
463 }
464
465 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
466 {
467         if (path)
468                 strlcpy(path, "(null)", len);
469 }
470
471 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
472 {
473         return true;
474 }
475
476 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
477 {
478 }
479
480 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
481 {
482 }
483
484 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
485                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
486
487 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
488 {
489         return NULL;
490 }
491
492 static inline void
493 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
494 {
495 }
496
497 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
498
499 static __always_inline
500 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
501
502 /**************************************************************
503  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
504  */
505
506 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
507 {
508         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
509         if (delta > 0)
510                 max_vruntime = vruntime;
511
512         return max_vruntime;
513 }
514
515 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
516 {
517         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
518         if (delta < 0)
519                 min_vruntime = vruntime;
520
521         return min_vruntime;
522 }
523
524 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
525                                 struct sched_entity *b)
526 {
527         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
528 }
529
530 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
531 {
532         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
533         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
534
535         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
536
537         if (curr) {
538                 if (curr->on_rq)
539                         vruntime = curr->vruntime;
540                 else
541                         curr = NULL;
542         }
543
544         if (leftmost) { /* non-empty tree */
545                 struct sched_entity *se;
546                 se = rb_entry(leftmost, struct sched_entity, run_node);
547
548                 if (!curr)
549                         vruntime = se->vruntime;
550                 else
551                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
552         }
553
554         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
555         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
556 #ifndef CONFIG_64BIT
557         smp_wmb();
558         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
559 #endif
560 }
561
562 /*
563  * Enqueue an entity into the rb-tree:
564  */
565 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
566 {
567         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
568         struct rb_node *parent = NULL;
569         struct sched_entity *entry;
570         bool leftmost = true;
571
572         /*
573          * Find the right place in the rbtree:
574          */
575         while (*link) {
576                 parent = *link;
577                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
578                 /*
579                  * We dont care about collisions. Nodes with
580                  * the same key stay together.
581                  */
582                 if (entity_before(se, entry)) {
583                         link = &parent->rb_left;
584                 } else {
585                         link = &parent->rb_right;
586                         leftmost = false;
587                 }
588         }
589
590         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
591         rb_insert_color_cached(&se->run_node,
592                                &cfs_rq->tasks_timeline, leftmost);
593 }
594
595 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
596 {
597         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
598 }
599
600 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
601 {
602         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
603
604         if (!left)
605                 return NULL;
606
607         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
608 }
609
610 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
611 {
612         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
613
614         if (!next)
615                 return NULL;
616
617         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
618 }
619
620 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
621 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
622 {
623         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
624
625         if (!last)
626                 return NULL;
627
628         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
629 }
630
631 /**************************************************************
632  * Scheduling class statistics methods:
633  */
634
635 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
636                 void __user *buffer, size_t *lenp,
637                 loff_t *ppos)
638 {
639         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
640         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
641
642         if (ret || !write)
643                 return ret;
644
645         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
646                                         sysctl_sched_min_granularity);
647
648 #define WRT_SYSCTL(name) \
649         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
650         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
651         WRT_SYSCTL(sched_latency);
652         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
653 #undef WRT_SYSCTL
654
655         return 0;
656 }
657 #endif
658
659 /*
660  * delta /= w
661  */
662 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
663 {
664         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
665                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
666
667         return delta;
668 }
669
670 /*
671  * The idea is to set a period in which each task runs once.
672  *
673  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
674  * this period because otherwise the slices get too small.
675  *
676  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
677  */
678 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
679 {
680         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
681                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
682         else
683                 return sysctl_sched_latency;
684 }
685
686 /*
687  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
688  * proportional to the weight.
689  *
690  * s = p*P[w/rw]
691  */
692 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
693 {
694         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
695
696         for_each_sched_entity(se) {
697                 struct load_weight *load;
698                 struct load_weight lw;
699
700                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
701                 load = &cfs_rq->load;
702
703                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
704                         lw = cfs_rq->load;
705
706                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
707                         load = &lw;
708                 }
709                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
710         }
711         return slice;
712 }
713
714 /*
715  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
716  *
717  * vs = s/w
718  */
719 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
720 {
721         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
722 }
723
724 #include "pelt.h"
725 #ifdef CONFIG_SMP
726
727 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
728 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
729 static unsigned long capacity_of(int cpu);
730
731 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
732 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
733 {
734         struct sched_avg *sa = &se->avg;
735
736         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
737
738         /*
739          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
740          * they get a chance to stabilize to their real load level.
741          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
742          * nothing has been attached to the task group yet.
743          */
744         if (entity_is_task(se))
745                 sa->runnable_load_avg = sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
746
747         se->runnable_weight = se->load.weight;
748
749         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
750 }
751
752 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
753 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
754
755 /*
756  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
757  * based on the cfs_rq's current util_avg:
758  *
759  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
760  *
761  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
762  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
763  * as when the series is a harmonic series.
764  *
765  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
766  * only 1/2 of the left utilization budget:
767  *
768  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
769  *
770  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
771  *
772  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
773  * the beginning would be like:
774  *
775  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
776  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
777  *
778  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
779  * if util_avg > util_avg_cap.
780  */
781 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
782 {
783         struct sched_entity *se = &p->se;
784         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
785         struct sched_avg *sa = &se->avg;
786         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
787         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
788
789         if (cap > 0) {
790                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
791                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
792                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
793
794                         if (sa->util_avg > cap)
795                                 sa->util_avg = cap;
796                 } else {
797                         sa->util_avg = cap;
798                 }
799         }
800
801         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
802                 /*
803                  * For !fair tasks do:
804                  *
805                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
806                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
807                 switched_from_fair(rq, p);
808                  *
809                  * such that the next switched_to_fair() has the
810                  * expected state.
811                  */
812                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
813                 return;
814         }
815
816         attach_entity_cfs_rq(se);
817 }
818
819 #else /* !CONFIG_SMP */
820 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
821 {
822 }
823 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
824 {
825 }
826 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
827 {
828 }
829 #endif /* CONFIG_SMP */
830
831 /*
832  * Update the current task's runtime statistics.
833  */
834 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
835 {
836         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
837         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
838         u64 delta_exec;
839
840         if (unlikely(!curr))
841                 return;
842
843         delta_exec = now - curr->exec_start;
844         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
845                 return;
846
847         curr->exec_start = now;
848
849         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
850                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
851
852         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
853         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
854
855         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
856         update_min_vruntime(cfs_rq);
857
858         if (entity_is_task(curr)) {
859                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
860
861                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
862                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
863                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
864         }
865
866         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
867 }
868
869 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
870 {
871         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
872 }
873
874 static inline void
875 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
876 {
877         u64 wait_start, prev_wait_start;
878
879         if (!schedstat_enabled())
880                 return;
881
882         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
883         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
884
885         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
886             likely(wait_start > prev_wait_start))
887                 wait_start -= prev_wait_start;
888
889         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
890 }
891
892 static inline void
893 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
894 {
895         struct task_struct *p;
896         u64 delta;
897
898         if (!schedstat_enabled())
899                 return;
900
901         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
902
903         if (entity_is_task(se)) {
904                 p = task_of(se);
905                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
906                         /*
907                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
908                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
909                          * prior to migration.
910                          */
911                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
912                         return;
913                 }
914                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
915         }
916
917         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
918                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
919         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
920         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
921         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
922 }
923
924 static inline void
925 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
926 {
927         struct task_struct *tsk = NULL;
928         u64 sleep_start, block_start;
929
930         if (!schedstat_enabled())
931                 return;
932
933         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
934         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
935
936         if (entity_is_task(se))
937                 tsk = task_of(se);
938
939         if (sleep_start) {
940                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
941
942                 if ((s64)delta < 0)
943                         delta = 0;
944
945                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
946                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
947
948                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
949                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
950
951                 if (tsk) {
952                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
953                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
954                 }
955         }
956         if (block_start) {
957                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
958
959                 if ((s64)delta < 0)
960                         delta = 0;
961
962                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
963                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
964
965                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
966                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
967
968                 if (tsk) {
969                         if (tsk->in_iowait) {
970                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
971                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
972                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
973                         }
974
975                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
976
977                         /*
978                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
979                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
980                          * amount of time that the task spent sleeping:
981                          */
982                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
983                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
984                                                 (void *)get_wchan(tsk),
985                                                 delta >> 20);
986                         }
987                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
988                 }
989         }
990 }
991
992 /*
993  * Task is being enqueued - update stats:
994  */
995 static inline void
996 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
997 {
998         if (!schedstat_enabled())
999                 return;
1000
1001         /*
1002          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1003          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1004          */
1005         if (se != cfs_rq->curr)
1006                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
1007
1008         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1009                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1010 }
1011
1012 static inline void
1013 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1014 {
1015
1016         if (!schedstat_enabled())
1017                 return;
1018
1019         /*
1020          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1021          * waiting task:
1022          */
1023         if (se != cfs_rq->curr)
1024                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1025
1026         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1027                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1028
1029                 if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1030                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
1031                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1032                 if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1033                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1034                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1035         }
1036 }
1037
1038 /*
1039  * We are picking a new current task - update its stats:
1040  */
1041 static inline void
1042 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1043 {
1044         /*
1045          * We are starting a new run period:
1046          */
1047         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1048 }
1049
1050 /**************************************************
1051  * Scheduling class queueing methods:
1052  */
1053
1054 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1055 /*
1056  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1057  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1058  * numa_balancing_scan_size.
1059  */
1060 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1061 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1062
1063 /* Portion of address space to scan in MB */
1064 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1065
1066 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1067 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1068
1069 struct numa_group {
1070         refcount_t refcount;
1071
1072         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1073         int nr_tasks;
1074         pid_t gid;
1075         int active_nodes;
1076
1077         struct rcu_head rcu;
1078         unsigned long total_faults;
1079         unsigned long max_faults_cpu;
1080         /*
1081          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1082          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1083          * more by CPU use than by memory faults.
1084          */
1085         unsigned long *faults_cpu;
1086         unsigned long faults[0];
1087 };
1088
1089 /*
1090  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1091  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1092  */
1093 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1094 {
1095         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1096                 (lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1097 }
1098
1099 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1100 {
1101         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1102 }
1103
1104 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1105 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1106
1107 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1108 {
1109         unsigned long rss = 0;
1110         unsigned long nr_scan_pages;
1111
1112         /*
1113          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1114          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1115          * on resident pages
1116          */
1117         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1118         rss = get_mm_rss(p->mm);
1119         if (!rss)
1120                 rss = nr_scan_pages;
1121
1122         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1123         return rss / nr_scan_pages;
1124 }
1125
1126 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1127 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1128
1129 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1130 {
1131         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1132         unsigned int scan, floor;
1133         unsigned int windows = 1;
1134
1135         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1136                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1137         floor = 1000 / windows;
1138
1139         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1140         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1141 }
1142
1143 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1144 {
1145         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1146         unsigned long period = smin;
1147         struct numa_group *ng;
1148
1149         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1150         rcu_read_lock();
1151         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1152         if (ng) {
1153                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1154                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1155
1156                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1157                 period *= shared + 1;
1158                 period /= private + shared + 1;
1159         }
1160         rcu_read_unlock();
1161
1162         return max(smin, period);
1163 }
1164
1165 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1166 {
1167         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1168         unsigned long smax;
1169         struct numa_group *ng;
1170
1171         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1172         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1173
1174         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1175         ng = deref_curr_numa_group(p);
1176         if (ng) {
1177                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1178                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1179                 unsigned long period = smax;
1180
1181                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1182                 period *= shared + 1;
1183                 period /= private + shared + 1;
1184
1185                 smax = max(smax, period);
1186         }
1187
1188         return max(smin, smax);
1189 }
1190
1191 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1192 {
1193         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1194         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1195 }
1196
1197 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1198 {
1199         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1200         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1201 }
1202
1203 /* Shared or private faults. */
1204 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1205
1206 /* Memory and CPU locality */
1207 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1208
1209 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1210 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1211
1212 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1213 {
1214         struct numa_group *ng;
1215         pid_t gid = 0;
1216
1217         rcu_read_lock();
1218         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1219         if (ng)
1220                 gid = ng->gid;
1221         rcu_read_unlock();
1222
1223         return gid;
1224 }
1225
1226 /*
1227  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1228  * occupy the first half of the array. The second half of the
1229  * array is for current counters, which are averaged into the
1230  * first set by task_numa_placement.
1231  */
1232 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1233 {
1234         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1235 }
1236
1237 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1238 {
1239         if (!p->numa_faults)
1240                 return 0;
1241
1242         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1243                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1244 }
1245
1246 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1247 {
1248         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1249
1250         if (!ng)
1251                 return 0;
1252
1253         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1254                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1255 }
1256
1257 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1258 {
1259         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1260                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1261 }
1262
1263 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1264 {
1265         unsigned long faults = 0;
1266         int node;
1267
1268         for_each_online_node(node) {
1269                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1270         }
1271
1272         return faults;
1273 }
1274
1275 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1276 {
1277         unsigned long faults = 0;
1278         int node;
1279
1280         for_each_online_node(node) {
1281                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1282         }
1283
1284         return faults;
1285 }
1286
1287 /*
1288  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1289  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1290  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1291  */
1292 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1293
1294 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1295 {
1296         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1297 }
1298
1299 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1300 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1301                                         int maxdist, bool task)
1302 {
1303         unsigned long score = 0;
1304         int node;
1305
1306         /*
1307          * All nodes are directly connected, and the same distance
1308          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1309          */
1310         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1311                 return 0;
1312
1313         /*
1314          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1315          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1316          */
1317         for_each_online_node(node) {
1318                 unsigned long faults;
1319                 int dist = node_distance(nid, node);
1320
1321                 /*
1322                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1323                  * for placement; nid was already counted.
1324                  */
1325                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1326                         continue;
1327
1328                 /*
1329                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1330                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1331                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1332                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1333                  * of each group. Skip other nodes.
1334                  */
1335                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1336                                         dist >= maxdist)
1337                         continue;
1338
1339                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1340                 if (task)
1341                         faults = task_faults(p, node);
1342                 else
1343                         faults = group_faults(p, node);
1344
1345                 /*
1346                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1347                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1348                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1349                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1350                  * The further away a node is, the less the faults count.
1351                  * This seems to result in good task placement.
1352                  */
1353                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1354                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1355                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1356                 }
1357
1358                 score += faults;
1359         }
1360
1361         return score;
1362 }
1363
1364 /*
1365  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1366  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1367  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1368  * evenly spread out between numa nodes.
1369  */
1370 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1371                                         int dist)
1372 {
1373         unsigned long faults, total_faults;
1374
1375         if (!p->numa_faults)
1376                 return 0;
1377
1378         total_faults = p->total_numa_faults;
1379
1380         if (!total_faults)
1381                 return 0;
1382
1383         faults = task_faults(p, nid);
1384         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1385
1386         return 1000 * faults / total_faults;
1387 }
1388
1389 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1390                                          int dist)
1391 {
1392         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1393         unsigned long faults, total_faults;
1394
1395         if (!ng)
1396                 return 0;
1397
1398         total_faults = ng->total_faults;
1399
1400         if (!total_faults)
1401                 return 0;
1402
1403         faults = group_faults(p, nid);
1404         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1405
1406         return 1000 * faults / total_faults;
1407 }
1408
1409 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1410                                 int src_nid, int dst_cpu)
1411 {
1412         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1413         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1414         int last_cpupid, this_cpupid;
1415
1416         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1417         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1418
1419         /*
1420          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1421          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1422          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1423          * executed below.
1424          */
1425         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1426             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1427                 return true;
1428
1429         /*
1430          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1431          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1432          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1433          *
1434          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1435          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1436          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1437          *
1438          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1439          * same result twice in a row, given these samples are fully
1440          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1441          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1442          *
1443          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1444          * act on an unlikely task<->page relation.
1445          */
1446         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1447                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1448                 return false;
1449
1450         /* Always allow migrate on private faults */
1451         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1452                 return true;
1453
1454         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1455         if (!ng)
1456                 return true;
1457
1458         /*
1459          * Destination node is much more heavily used than the source
1460          * node? Allow migration.
1461          */
1462         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1463                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1464                 return true;
1465
1466         /*
1467          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1468          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1469          *
1470          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1471          * --------------- * - > ---------------
1472          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1473          */
1474         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1475                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1476 }
1477
1478 static unsigned long cpu_runnable_load(struct rq *rq);
1479
1480 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1481 struct numa_stats {
1482         unsigned long load;
1483
1484         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1485         unsigned long compute_capacity;
1486 };
1487
1488 /*
1489  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1490  */
1491 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1492 {
1493         int cpu;
1494
1495         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1496         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1497                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1498
1499                 ns->load += cpu_runnable_load(rq);
1500                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1501         }
1502
1503 }
1504
1505 struct task_numa_env {
1506         struct task_struct *p;
1507
1508         int src_cpu, src_nid;
1509         int dst_cpu, dst_nid;
1510
1511         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1512
1513         int imbalance_pct;
1514         int dist;
1515
1516         struct task_struct *best_task;
1517         long best_imp;
1518         int best_cpu;
1519 };
1520
1521 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1522                              struct task_struct *p, long imp)
1523 {
1524         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1525
1526         /* Bail out if run-queue part of active NUMA balance. */
1527         if (xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1528                 return;
1529
1530         /*
1531          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1532          * found a better CPU to move/swap.
1533          */
1534         if (env->best_cpu != -1) {
1535                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1536                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1537         }
1538
1539         if (env->best_task)
1540                 put_task_struct(env->best_task);
1541         if (p)
1542                 get_task_struct(p);
1543
1544         env->best_task = p;
1545         env->best_imp = imp;
1546         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1547 }
1548
1549 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1550                                 struct task_numa_env *env)
1551 {
1552         long imb, old_imb;
1553         long orig_src_load, orig_dst_load;
1554         long src_capacity, dst_capacity;
1555
1556         /*
1557          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1558          *
1559          * src_load        dst_load
1560          * ------------ vs ---------
1561          * src_capacity    dst_capacity
1562          */
1563         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1564         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1565
1566         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1567
1568         orig_src_load = env->src_stats.load;
1569         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1570
1571         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1572
1573         /* Would this change make things worse? */
1574         return (imb > old_imb);
1575 }
1576
1577 /*
1578  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1579  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1580  * Used to deter task migration.
1581  */
1582 #define SMALLIMP        30
1583
1584 /*
1585  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1586  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1587  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1588  * be exchanged with the source task
1589  */
1590 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1591                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1592 {
1593         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1594         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1595         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1596         struct task_struct *cur;
1597         long src_load, dst_load;
1598         int dist = env->dist;
1599         long moveimp = imp;
1600         long load;
1601
1602         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1603                 return;
1604
1605         rcu_read_lock();
1606         cur = task_rcu_dereference(&dst_rq->curr);
1607         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1608                 cur = NULL;
1609
1610         /*
1611          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1612          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1613          */
1614         if (cur == env->p)
1615                 goto unlock;
1616
1617         if (!cur) {
1618                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1619                         goto assign;
1620                 else
1621                         goto unlock;
1622         }
1623
1624         /*
1625          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1626          * source and destination node. Calculate the total differential for
1627          * the source task and potential destination task. The more negative
1628          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1629          * be incurred if the tasks were swapped.
1630          */
1631         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1632         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1633                 goto unlock;
1634
1635         /*
1636          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1637          * in any group then look only at task weights.
1638          */
1639         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1640         if (cur_ng == p_ng) {
1641                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1642                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1643                 /*
1644                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1645                  * tasks within a group over tiny differences.
1646                  */
1647                 if (cur_ng)
1648                         imp -= imp / 16;
1649         } else {
1650                 /*
1651                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1652                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1653                  */
1654                 if (cur_ng && p_ng)
1655                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1656                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1657                 else
1658                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1659                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1660         }
1661
1662         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1663                 imp = moveimp;
1664                 cur = NULL;
1665                 goto assign;
1666         }
1667
1668         /*
1669          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1670          * task migration might only result in ping pong
1671          * of tasks and also hurt performance due to cache
1672          * misses.
1673          */
1674         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1675                 goto unlock;
1676
1677         /*
1678          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1679          */
1680         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1681         if (!load)
1682                 goto assign;
1683
1684         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1685         src_load = env->src_stats.load - load;
1686
1687         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1688                 goto unlock;
1689
1690 assign:
1691         /*
1692          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1693          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1694          */
1695         if (!cur) {
1696                 /*
1697                  * select_idle_siblings() uses an per-CPU cpumask that
1698                  * can be used from IRQ context.
1699                  */
1700                 local_irq_disable();
1701                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1702                                                    env->dst_cpu);
1703                 local_irq_enable();
1704         }
1705
1706         task_numa_assign(env, cur, imp);
1707 unlock:
1708         rcu_read_unlock();
1709 }
1710
1711 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1712                                 long taskimp, long groupimp)
1713 {
1714         long src_load, dst_load, load;
1715         bool maymove = false;
1716         int cpu;
1717
1718         load = task_h_load(env->p);
1719         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1720         src_load = env->src_stats.load - load;
1721
1722         /*
1723          * If the improvement from just moving env->p direction is better
1724          * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1725          */
1726         maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1727
1728         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1729                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1730                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1731                         continue;
1732
1733                 env->dst_cpu = cpu;
1734                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove);
1735         }
1736 }
1737
1738 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1739 {
1740         struct task_numa_env env = {
1741                 .p = p,
1742
1743                 .src_cpu = task_cpu(p),
1744                 .src_nid = task_node(p),
1745
1746                 .imbalance_pct = 112,
1747
1748                 .best_task = NULL,
1749                 .best_imp = 0,
1750                 .best_cpu = -1,
1751         };
1752         unsigned long taskweight, groupweight;
1753         struct sched_domain *sd;
1754         long taskimp, groupimp;
1755         struct numa_group *ng;
1756         struct rq *best_rq;
1757         int nid, ret, dist;
1758
1759         /*
1760          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1761          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1762          *
1763          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1764          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1765          * to satisfy here.
1766          */
1767         rcu_read_lock();
1768         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1769         if (sd)
1770                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1771         rcu_read_unlock();
1772
1773         /*
1774          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1775          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1776          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1777          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1778          */
1779         if (unlikely(!sd)) {
1780                 sched_setnuma(p, task_node(p));
1781                 return -EINVAL;
1782         }
1783
1784         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1785         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1786         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1787         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1788         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1789         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1790         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1791         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1792
1793         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1794         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1795
1796         /*
1797          * Look at other nodes in these cases:
1798          * - there is no space available on the preferred_nid
1799          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1800          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1801          *   we need to check other locations.
1802          */
1803         ng = deref_curr_numa_group(p);
1804         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
1805                 for_each_online_node(nid) {
1806                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1807                                 continue;
1808
1809                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1810                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1811                                                 dist != env.dist) {
1812                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1813                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1814                         }
1815
1816                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1817                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1818                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1819                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1820                                 continue;
1821
1822                         env.dist = dist;
1823                         env.dst_nid = nid;
1824                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1825                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1826                 }
1827         }
1828
1829         /*
1830          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1831          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1832          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1833          * settle down.
1834          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1835          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1836          */
1837         if (ng) {
1838                 if (env.best_cpu == -1)
1839                         nid = env.src_nid;
1840                 else
1841                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
1842
1843                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
1844                         sched_setnuma(p, nid);
1845         }
1846
1847         /* No better CPU than the current one was found. */
1848         if (env.best_cpu == -1)
1849                 return -EAGAIN;
1850
1851         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
1852         if (env.best_task == NULL) {
1853                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1854                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1855                 if (ret != 0)
1856                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1857                 return ret;
1858         }
1859
1860         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
1861         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1862
1863         if (ret != 0)
1864                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1865         put_task_struct(env.best_task);
1866         return ret;
1867 }
1868
1869 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1870 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1871 {
1872         unsigned long interval = HZ;
1873
1874         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1875         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
1876                 return;
1877
1878         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1879         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1880         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1881
1882         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1883         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1884                 return;
1885
1886         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1887         task_numa_migrate(p);
1888 }
1889
1890 /*
1891  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
1892  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1893  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1894  * located.
1895  */
1896 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
1897 {
1898         unsigned long faults, max_faults = 0;
1899         int nid, active_nodes = 0;
1900
1901         for_each_online_node(nid) {
1902                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1903                 if (faults > max_faults)
1904                         max_faults = faults;
1905         }
1906
1907         for_each_online_node(nid) {
1908                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1909                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
1910                         active_nodes++;
1911         }
1912
1913         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
1914         numa_group->active_nodes = active_nodes;
1915 }
1916
1917 /*
1918  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1919  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1920  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1921  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1922  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1923  */
1924 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1925 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1926
1927 /*
1928  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1929  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1930  * the page accesses are shared with other processes.
1931  * Otherwise, decrease the scan period.
1932  */
1933 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1934                         unsigned long shared, unsigned long private)
1935 {
1936         unsigned int period_slot;
1937         int lr_ratio, ps_ratio;
1938         int diff;
1939
1940         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1941         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1942
1943         /*
1944          * If there were no record hinting faults then either the task is
1945          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1946          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1947          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1948          * node is overloaded. In either case, scan slower
1949          */
1950         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1951                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1952                         p->numa_scan_period << 1);
1953
1954                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1955                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1956
1957                 return;
1958         }
1959
1960         /*
1961          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1962          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1963          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1964          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1965          */
1966         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1967         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1968         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
1969
1970         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1971                 /*
1972                  * Most memory accesses are local. There is no need to
1973                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
1974                  */
1975                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1976                 if (!slot)
1977                         slot = 1;
1978                 diff = slot * period_slot;
1979         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1980                 /*
1981                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
1982                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
1983                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
1984                  */
1985                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1986                 if (!slot)
1987                         slot = 1;
1988                 diff = slot * period_slot;
1989         } else {
1990                 /*
1991                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
1992                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
1993                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
1994                  */
1995                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
1996                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1997         }
1998
1999         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2000                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2001         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2006  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2007  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2008  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2009  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2010  */
2011 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2012 {
2013         u64 runtime, delta, now;
2014         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2015         now = p->se.exec_start;
2016         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2017
2018         if (p->last_task_numa_placement) {
2019                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2020                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2021
2022                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2023                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2024                         *period = 0;
2025         } else {
2026                 delta = p->se.avg.load_sum;
2027                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2028         }
2029
2030         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2031         p->last_task_numa_placement = now;
2032
2033         return delta;
2034 }
2035
2036 /*
2037  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2038  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2039  * otherwise workloads might not converge.
2040  */
2041 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2042 {
2043         nodemask_t nodes;
2044         int dist;
2045
2046         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2047         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2048                 return nid;
2049
2050         /*
2051          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2052          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2053          * both the node itself, and on nearby nodes.
2054          */
2055         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2056                 unsigned long score, max_score = 0;
2057                 int node, max_node = nid;
2058
2059                 dist = sched_max_numa_distance;
2060
2061                 for_each_online_node(node) {
2062                         score = group_weight(p, node, dist);
2063                         if (score > max_score) {
2064                                 max_score = score;
2065                                 max_node = node;
2066                         }
2067                 }
2068                 return max_node;
2069         }
2070
2071         /*
2072          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2073          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2074          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2075          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2076          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2077          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2078          * keep the complexity of the search down.
2079          */
2080         nodes = node_online_map;
2081         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2082                 unsigned long max_faults = 0;
2083                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2084                 int a, b;
2085
2086                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2087                 if (!find_numa_distance(dist))
2088                         continue;
2089
2090                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2091                         unsigned long faults = 0;
2092                         nodemask_t this_group;
2093                         nodes_clear(this_group);
2094
2095                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2096                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2097                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2098                                         faults += group_faults(p, b);
2099                                         node_set(b, this_group);
2100                                         node_clear(b, nodes);
2101                                 }
2102                         }
2103
2104                         /* Remember the top group. */
2105                         if (faults > max_faults) {
2106                                 max_faults = faults;
2107                                 max_group = this_group;
2108                                 /*
2109                                  * subtle: at the smallest distance there is
2110                                  * just one node left in each "group", the
2111                                  * winner is the preferred nid.
2112                                  */
2113                                 nid = a;
2114                         }
2115                 }
2116                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2117                 if (!max_faults)
2118                         break;
2119                 nodes = max_group;
2120         }
2121         return nid;
2122 }
2123
2124 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2125 {
2126         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2127         unsigned long max_faults = 0;
2128         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2129         unsigned long total_faults;
2130         u64 runtime, period;
2131         spinlock_t *group_lock = NULL;
2132         struct numa_group *ng;
2133
2134         /*
2135          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2136          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2137          * that the field is read in a single access:
2138          */
2139         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2140         if (p->numa_scan_seq == seq)
2141                 return;
2142         p->numa_scan_seq = seq;
2143         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2144
2145         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2146                        p->numa_faults_locality[1];
2147         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2148
2149         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2150         ng = deref_curr_numa_group(p);
2151         if (ng) {
2152                 group_lock = &ng->lock;
2153                 spin_lock_irq(group_lock);
2154         }
2155
2156         /* Find the node with the highest number of faults */
2157         for_each_online_node(nid) {
2158                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2159                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2160                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2161                 int priv;
2162
2163                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2164                         long diff, f_diff, f_weight;
2165
2166                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2167                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2168                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2169                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2170
2171                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2172                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2173                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2174                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2175
2176                         /*
2177                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2178                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2179                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2180                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2181                          * faults are less important.
2182                          */
2183                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2184                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2185                                    (total_faults + 1);
2186                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2187                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2188
2189                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2190                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2191                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2192                         p->total_numa_faults += diff;
2193                         if (ng) {
2194                                 /*
2195                                  * safe because we can only change our own group
2196                                  *
2197                                  * mem_idx represents the offset for a given
2198                                  * nid and priv in a specific region because it
2199                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2200                                  */
2201                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2202                                 ng->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2203                                 ng->total_faults += diff;
2204                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2205                         }
2206                 }
2207
2208                 if (!ng) {
2209                         if (faults > max_faults) {
2210                                 max_faults = faults;
2211                                 max_nid = nid;
2212                         }
2213                 } else if (group_faults > max_faults) {
2214                         max_faults = group_faults;
2215                         max_nid = nid;
2216                 }
2217         }
2218
2219         if (ng) {
2220                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2221                 spin_unlock_irq(group_lock);
2222                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2223         }
2224
2225         if (max_faults) {
2226                 /* Set the new preferred node */
2227                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2228                         sched_setnuma(p, max_nid);
2229         }
2230
2231         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2232 }
2233
2234 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2235 {
2236         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2237 }
2238
2239 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2240 {
2241         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2242                 kfree_rcu(grp, rcu);
2243 }
2244
2245 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2246                         int *priv)
2247 {
2248         struct numa_group *grp, *my_grp;
2249         struct task_struct *tsk;
2250         bool join = false;
2251         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2252         int i;
2253
2254         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2255                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2256                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2257
2258                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2259                 if (!grp)
2260                         return;
2261
2262                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2263                 grp->active_nodes = 1;
2264                 grp->max_faults_cpu = 0;
2265                 spin_lock_init(&grp->lock);
2266                 grp->gid = p->pid;
2267                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2268                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2269                                                 nr_node_ids;
2270
2271                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2272                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2273
2274                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2275
2276                 grp->nr_tasks++;
2277                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2278         }
2279
2280         rcu_read_lock();
2281         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2282
2283         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2284                 goto no_join;
2285
2286         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2287         if (!grp)
2288                 goto no_join;
2289
2290         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2291         if (grp == my_grp)
2292                 goto no_join;
2293
2294         /*
2295          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2296          * the other task will join us.
2297          */
2298         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2299                 goto no_join;
2300
2301         /*
2302          * Tie-break on the grp address.
2303          */
2304         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2305                 goto no_join;
2306
2307         /* Always join threads in the same process. */
2308         if (tsk->mm == current->mm)
2309                 join = true;
2310
2311         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2312         if (flags & TNF_SHARED)
2313                 join = true;
2314
2315         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2316         *priv = !join;
2317
2318         if (join && !get_numa_group(grp))
2319                 goto no_join;
2320
2321         rcu_read_unlock();
2322
2323         if (!join)
2324                 return;
2325
2326         BUG_ON(irqs_disabled());
2327         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2328
2329         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2330                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2331                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2332         }
2333         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2334         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2335
2336         my_grp->nr_tasks--;
2337         grp->nr_tasks++;
2338
2339         spin_unlock(&my_grp->lock);
2340         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2341
2342         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2343
2344         put_numa_group(my_grp);
2345         return;
2346
2347 no_join:
2348         rcu_read_unlock();
2349         return;
2350 }
2351
2352 /*
2353  * Get rid of NUMA staticstics associated with a task (either current or dead).
2354  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2355  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2356  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2357  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2358  */
2359 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2360 {
2361         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2362         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2363         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2364         unsigned long flags;
2365         int i;
2366
2367         if (!numa_faults)
2368                 return;
2369
2370         if (grp) {
2371                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2372                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2373                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2374                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2375
2376                 grp->nr_tasks--;
2377                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2378                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2379                 put_numa_group(grp);
2380         }
2381
2382         if (final) {
2383                 p->numa_faults = NULL;
2384                 kfree(numa_faults);
2385         } else {
2386                 p->total_numa_faults = 0;
2387                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2388                         numa_faults[i] = 0;
2389         }
2390 }
2391
2392 /*
2393  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2394  */
2395 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2396 {
2397         struct task_struct *p = current;
2398         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2399         int cpu_node = task_node(current);
2400         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2401         struct numa_group *ng;
2402         int priv;
2403
2404         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2405                 return;
2406
2407         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2408         if (!p->mm)
2409                 return;
2410
2411         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2412         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2413                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2414                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2415
2416                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2417                 if (!p->numa_faults)
2418                         return;
2419
2420                 p->total_numa_faults = 0;
2421                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2422         }
2423
2424         /*
2425          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2426          * to be private if the accessing pid has not changed
2427          */
2428         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2429                 priv = 1;
2430         } else {
2431                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2432                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2433                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2434         }
2435
2436         /*
2437          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2438          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2439          * actively using should be counted as local. This allows the
2440          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2441          */
2442         ng = deref_curr_numa_group(p);
2443         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2444                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2445                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2446                 local = 1;
2447
2448         /*
2449          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2450          * previously failed, or the scheduler moved us.
2451          */
2452         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2453                 task_numa_placement(p);
2454                 numa_migrate_preferred(p);
2455         }
2456
2457         if (migrated)
2458                 p->numa_pages_migrated += pages;
2459         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2460                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2461
2462         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2463         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2464         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2465 }
2466
2467 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2468 {
2469         /*
2470          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2471          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2472          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2473          * much of an issue though, since this is just used for
2474          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2475          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2476          */
2477         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2478         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2479 }
2480
2481 /*
2482  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2483  * Triggered from task_tick_numa().
2484  */
2485 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
2486 {
2487         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2488         struct task_struct *p = current;
2489         struct mm_struct *mm = p->mm;
2490         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2491         struct vm_area_struct *vma;
2492         unsigned long start, end;
2493         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2494         long pages, virtpages;
2495
2496         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2497
2498         work->next = work;
2499         /*
2500          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2501          *
2502          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2503          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2504          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2505          * work.
2506          */
2507         if (p->flags & PF_EXITING)
2508                 return;
2509
2510         if (!mm->numa_next_scan) {
2511                 mm->numa_next_scan = now +
2512                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2513         }
2514
2515         /*
2516          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2517          */
2518         migrate = mm->numa_next_scan;
2519         if (time_before(now, migrate))
2520                 return;
2521
2522         if (p->numa_scan_period == 0) {
2523                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2524                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2525         }
2526
2527         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2528         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2529                 return;
2530
2531         /*
2532          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2533          * the next time around.
2534          */
2535         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2536
2537         start = mm->numa_scan_offset;
2538         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2539         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2540         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2541         if (!pages)
2542                 return;
2543
2544
2545         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))
2546                 return;
2547         vma = find_vma(mm, start);
2548         if (!vma) {
2549                 reset_ptenuma_scan(p);
2550                 start = 0;
2551                 vma = mm->mmap;
2552         }
2553         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2554                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2555                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2556                         continue;
2557                 }
2558
2559                 /*
2560                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2561                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2562                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2563                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2564                  */
2565                 if (!vma->vm_mm ||
2566                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2567                         continue;
2568
2569                 /*
2570                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2571                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2572                  */
2573                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2574                         continue;
2575
2576                 do {
2577                         start = max(start, vma->vm_start);
2578                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2579                         end = min(end, vma->vm_end);
2580                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2581
2582                         /*
2583                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2584                          * hpages that have at least one present PTE that
2585                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2586                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2587                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2588                          * areas faster.
2589                          */
2590                         if (nr_pte_updates)
2591                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2592                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2593
2594                         start = end;
2595                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2596                                 goto out;
2597
2598                         cond_resched();
2599                 } while (end != vma->vm_end);
2600         }
2601
2602 out:
2603         /*
2604          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2605          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2606          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2607          * scanner to the start so check it now.
2608          */
2609         if (vma)
2610                 mm->numa_scan_offset = start;
2611         else
2612                 reset_ptenuma_scan(p);
2613         up_read(&mm->mmap_sem);
2614
2615         /*
2616          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2617          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2618          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2619          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2620          */
2621         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2622                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2623                 p->node_stamp += 32 * diff;
2624         }
2625 }
2626
2627 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2628 {
2629         int mm_users = 0;
2630         struct mm_struct *mm = p->mm;
2631
2632         if (mm) {
2633                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
2634                 if (mm_users == 1) {
2635                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2636                         mm->numa_scan_seq = 0;
2637                 }
2638         }
2639         p->node_stamp                   = 0;
2640         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
2641         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2642         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
2643         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
2644         p->numa_faults                  = NULL;
2645         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2646         p->last_task_numa_placement     = 0;
2647         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
2648
2649         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
2650
2651         /* New address space, reset the preferred nid */
2652         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
2653                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
2654                 return;
2655         }
2656
2657         /*
2658          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
2659          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
2660          */
2661         if (mm) {
2662                 unsigned int delay;
2663
2664                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
2665                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
2666                 delay += 2 * TICK_NSEC;
2667                 p->node_stamp = delay;
2668         }
2669 }
2670
2671 /*
2672  * Drive the periodic memory faults..
2673  */
2674 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2675 {
2676         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2677         u64 period, now;
2678
2679         /*
2680          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2681          */
2682         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2683                 return;
2684
2685         /*
2686          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2687          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2688          * task needs to have done some actual work before we bother with
2689          * NUMA placement.
2690          */
2691         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2692         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2693
2694         if (now > curr->node_stamp + period) {
2695                 if (!curr->node_stamp)
2696                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2697                 curr->node_stamp += period;
2698
2699                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
2700                         task_work_add(curr, work, true);
2701         }
2702 }
2703
2704 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2705 {
2706         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2707         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2708
2709         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2710                 return;
2711
2712         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2713                 return;
2714
2715         if (src_nid == dst_nid)
2716                 return;
2717
2718         /*
2719          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2720          * has completed. This is most likely due to a new task that
2721          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2722          */
2723         if (p->numa_scan_seq) {
2724                 /*
2725                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2726                  * node or if the task was not previously running on
2727                  * the preferred node.
2728                  */
2729                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2730                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
2731                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
2732                         return;
2733         }
2734
2735         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2736 }
2737
2738 #else
2739 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2740 {
2741 }
2742
2743 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2744 {
2745 }
2746
2747 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2748 {
2749 }
2750
2751 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2752 {
2753 }
2754
2755 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2756
2757 static void
2758 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2759 {
2760         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2761 #ifdef CONFIG_SMP
2762         if (entity_is_task(se)) {
2763                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2764
2765                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2766                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2767         }
2768 #endif
2769         cfs_rq->nr_running++;
2770 }
2771
2772 static void
2773 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2774 {
2775         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2776 #ifdef CONFIG_SMP
2777         if (entity_is_task(se)) {
2778                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2779                 list_del_init(&se->group_node);
2780         }
2781 #endif
2782         cfs_rq->nr_running--;
2783 }
2784
2785 /*
2786  * Signed add and clamp on underflow.
2787  *
2788  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2789  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2790  * values.
2791  */
2792 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
2793         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2794         typeof(_val) val = (_val);                              \
2795         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2796                                                                 \
2797         res = var + val;                                        \
2798                                                                 \
2799         if (val < 0 && res > var)                               \
2800                 res = 0;                                        \
2801                                                                 \
2802         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2803 } while (0)
2804
2805 /*
2806  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2807  *
2808  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2809  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2810  * values.
2811  */
2812 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2813         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2814         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2815         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2816         res = var - val;                                        \
2817         if (res > var)                                          \
2818                 res = 0;                                        \
2819         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2820 } while (0)
2821
2822 /*
2823  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
2824  *
2825  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
2826  * and is thus optimized for local variable updates.
2827  */
2828 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
2829         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2830         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
2831 } while (0)
2832
2833 #ifdef CONFIG_SMP
2834 static inline void
2835 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2836 {
2837         cfs_rq->runnable_weight += se->runnable_weight;
2838
2839         cfs_rq->avg.runnable_load_avg += se->avg.runnable_load_avg;
2840         cfs_rq->avg.runnable_load_sum += se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum;
2841 }
2842
2843 static inline void
2844 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2845 {
2846         cfs_rq->runnable_weight -= se->runnable_weight;
2847
2848         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, se->avg.runnable_load_avg);
2849         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum,
2850                      se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum);
2851 }
2852
2853 static inline void
2854 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2855 {
2856         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2857         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
2858 }
2859
2860 static inline void
2861 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2862 {
2863         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2864         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
2865 }
2866 #else
2867 static inline void
2868 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2869 static inline void
2870 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2871 static inline void
2872 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2873 static inline void
2874 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2875 #endif
2876
2877 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2878                             unsigned long weight, unsigned long runnable)
2879 {
2880         if (se->on_rq) {
2881                 /* commit outstanding execution time */
2882                 if (cfs_rq->curr == se)
2883                         update_curr(cfs_rq);
2884                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2885                 dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2886         }
2887         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
2888
2889         se->runnable_weight = runnable;
2890         update_load_set(&se->load, weight);
2891
2892 #ifdef CONFIG_SMP
2893         do {
2894                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + se->avg.period_contrib;
2895
2896                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
2897                 se->avg.runnable_load_avg =
2898                         div_u64(se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum, divider);
2899         } while (0);
2900 #endif
2901
2902         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
2903         if (se->on_rq) {
2904                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2905                 enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2906         }
2907 }
2908
2909 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
2910 {
2911         struct sched_entity *se = &p->se;
2912         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2913         struct load_weight *load = &se->load;
2914         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
2915
2916         reweight_entity(cfs_rq, se, weight, weight);
2917         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
2918 }
2919
2920 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2921 #ifdef CONFIG_SMP
2922 /*
2923  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
2924  * global sum we all love to hate.
2925  *
2926  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
2927  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
2928  *
2929  *                     tg->weight * grq->load.weight
2930  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
2931  *                        \Sum grq->load.weight
2932  *
2933  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
2934  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
2935  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
2936  *
2937  * So instead of the above, we substitute:
2938  *
2939  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
2940  *
2941  * which yields the following:
2942  *
2943  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
2944  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
2945  *                              tg->load_avg
2946  *
2947  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
2948  *
2949  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
2950  *
2951  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
2952  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
2953  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
2954  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
2955  * yielding bad latency etc..
2956  *
2957  * Now, in that special case (1) reduces to:
2958  *
2959  *                     tg->weight * grq->load.weight
2960  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
2961  *                          grp->load.weight
2962  *
2963  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
2964  *
2965  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
2966  * UP case, like:
2967  *
2968  *   ge->load.weight =
2969  *
2970  *              tg->weight * grq->load.weight
2971  *     ---------------------------------------------------         (5)
2972  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
2973  *
2974  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
2975  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
2976  *
2977  *
2978  *                     tg->weight * grq->load.weight
2979  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
2980  *                              tg_load_avg'
2981  *
2982  * Where:
2983  *
2984  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
2985  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
2986  *
2987  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
2988  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
2989  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
2990  *
2991  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
2992  *
2993  * hence icky!
2994  */
2995 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2996 {
2997         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
2998         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2999
3000         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3001
3002         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3003
3004         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3005
3006         /* Ensure tg_weight >= load */
3007         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3008         tg_weight += load;
3009
3010         shares = (tg_shares * load);
3011         if (tg_weight)
3012                 shares /= tg_weight;
3013
3014         /*
3015          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3016          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3017          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3018          * the group on a CPU.
3019          *
3020          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3021          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3022          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3023          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3024          * instead of 0.
3025          */
3026         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3027 }
3028
3029 /*
3030  * This calculates the effective runnable weight for a group entity based on
3031  * the group entity weight calculated above.
3032  *
3033  * Because of the above approximation (2), our group entity weight is
3034  * an load_avg based ratio (3). This means that it includes blocked load and
3035  * does not represent the runnable weight.
3036  *
3037  * Approximate the group entity's runnable weight per ratio from the group
3038  * runqueue:
3039  *
3040  *                                           grq->avg.runnable_load_avg
3041  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight * -------------------------- (7)
3042  *                                               grq->avg.load_avg
3043  *
3044  * However, analogous to above, since the avg numbers are slow, this leads to
3045  * transients in the from-idle case. Instead we use:
3046  *
3047  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight *
3048  *
3049  *              max(grq->avg.runnable_load_avg, grq->runnable_weight)
3050  *              -----------------------------------------------------   (8)
3051  *                    max(grq->avg.load_avg, grq->load.weight)
3052  *
3053  * Where these max() serve both to use the 'instant' values to fix the slow
3054  * from-idle and avoid the /0 on to-idle, similar to (6).
3055  */
3056 static long calc_group_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, long shares)
3057 {
3058         long runnable, load_avg;
3059
3060         load_avg = max(cfs_rq->avg.load_avg,
3061                        scale_load_down(cfs_rq->load.weight));
3062
3063         runnable = max(cfs_rq->avg.runnable_load_avg,
3064                        scale_load_down(cfs_rq->runnable_weight));
3065
3066         runnable *= shares;
3067         if (load_avg)
3068                 runnable /= load_avg;
3069
3070         return clamp_t(long, runnable, MIN_SHARES, shares);
3071 }
3072 #endif /* CONFIG_SMP */
3073
3074 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3075
3076 /*
3077  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3078  * runqueue.
3079  */
3080 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3081 {
3082         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3083         long shares, runnable;
3084
3085         if (!gcfs_rq)
3086                 return;
3087
3088         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3089                 return;
3090
3091 #ifndef CONFIG_SMP
3092         runnable = shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3093
3094         if (likely(se->load.weight == shares))
3095                 return;
3096 #else
3097         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3098         runnable = calc_group_runnable(gcfs_rq, shares);
3099 #endif
3100
3101         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares, runnable);
3102 }
3103
3104 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3105 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3106 {
3107 }
3108 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3109
3110 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3111 {
3112         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3113
3114         if (&rq->cfs == cfs_rq || (flags & SCHED_CPUFREQ_MIGRATION)) {
3115                 /*
3116                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3117                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3118                  * a real problem.
3119                  *
3120                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3121                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3122                  * number include things like RT tasks.
3123                  *
3124                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3125                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3126                  *
3127                  * See cpu_util().
3128                  */
3129                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3130         }
3131 }
3132
3133 #ifdef CONFIG_SMP
3134 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3135 /**
3136  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3137  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3138  * @force: update regardless of how small the difference
3139  *
3140  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3141  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3142  * considerations.
3143  *
3144  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3145  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3146  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3147  *
3148  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3149  */
3150 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
3151 {
3152         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3153
3154         /*
3155          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3156          */
3157         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3158                 return;
3159
3160         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3161                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3162                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3163         }
3164 }
3165
3166 /*
3167  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3168  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3169  * including the state of rq->lock, should be made.
3170  */
3171 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3172                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3173 {
3174         u64 p_last_update_time;
3175         u64 n_last_update_time;
3176
3177         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3178                 return;
3179
3180         /*
3181          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3182          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3183          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3184          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3185          * the wakee more load sounds not bad.
3186          */
3187         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3188                 return;
3189
3190 #ifndef CONFIG_64BIT
3191         {
3192                 u64 p_last_update_time_copy;
3193                 u64 n_last_update_time_copy;
3194
3195                 do {
3196                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3197                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3198
3199                         smp_rmb();
3200
3201                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3202                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3203
3204                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3205                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3206         }
3207 #else
3208         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3209         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3210 #endif
3211         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3212         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3213 }
3214
3215
3216 /*
3217  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3218  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3219  * that for each group:
3220  *
3221  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3222  *
3223  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3224  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3225  *
3226  * Per the above update_tg_cfs_util() is trivial and simply copies the running
3227  * sum over (but still wrong, because the group entity and group rq do not have
3228  * their PELT windows aligned).
3229  *
3230  * However, update_tg_cfs_runnable() is more complex. So we have:
3231  *
3232  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3233  *
3234  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3235  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3236  *
3237  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3238  *
3239  * And per (1) we have:
3240  *
3241  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3242  *
3243  * Which gives:
3244  *
3245  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3246  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3247  *                               grq->load.weight
3248  *
3249  * Except that is wrong!
3250  *
3251  * Because while for entities historical weight is not important and we
3252  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3253  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3254  *
3255  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3256  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3257  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3258  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3259  *
3260  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3261  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3262  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3263  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3264  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3265  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3266  *
3267  * So we'll have to approximate.. :/
3268  *
3269  * Given the constraint:
3270  *
3271  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3272  *
3273  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3274  * overlap.
3275  *
3276  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3277  *
3278  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3279  *
3280  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3281  *
3282  */
3283
3284 static inline void
3285 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3286 {
3287         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3288
3289         /* Nothing to update */
3290         if (!delta)
3291                 return;
3292
3293         /*
3294          * The relation between sum and avg is:
3295          *
3296          *   LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib
3297          *
3298          * however, the PELT windows are not aligned between grq and gse.
3299          */
3300
3301         /* Set new sched_entity's utilization */
3302         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3303         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3304
3305         /* Update parent cfs_rq utilization */
3306         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3307         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3308 }
3309
3310 static inline void
3311 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3312 {
3313         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3314         unsigned long runnable_load_avg, load_avg;
3315         u64 runnable_load_sum, load_sum = 0;
3316         s64 delta_sum;
3317
3318         if (!runnable_sum)
3319                 return;
3320
3321         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3322
3323         if (runnable_sum >= 0) {
3324                 /*
3325                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3326                  * the CPU is saturated running == runnable.
3327                  */
3328                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3329                 runnable_sum = min(runnable_sum, (long)LOAD_AVG_MAX);
3330         } else {
3331                 /*
3332                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3333                  * assuming all tasks are equally runnable.
3334                  */
3335                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3336                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3337                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3338                 }
3339
3340                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3341                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3342         }
3343
3344         /*
3345          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3346          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3347          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3348          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3349          */
3350         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3351         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3352
3353         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3354         load_avg = div_s64(load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3355
3356         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3357         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3358
3359         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3360         se->avg.load_avg = load_avg;
3361         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3362         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3363
3364         runnable_load_sum = (s64)se_runnable(se) * runnable_sum;
3365         runnable_load_avg = div_s64(runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3366         delta_sum = runnable_load_sum - se_weight(se) * se->avg.runnable_load_sum;
3367         delta_avg = runnable_load_avg - se->avg.runnable_load_avg;
3368
3369         se->avg.runnable_load_sum = runnable_sum;
3370         se->avg.runnable_load_avg = runnable_load_avg;
3371
3372         if (se->on_rq) {
3373                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, delta_avg);
3374                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum, delta_sum);
3375         }
3376 }
3377
3378 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3379 {
3380         cfs_rq->propagate = 1;
3381         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3382 }
3383
3384 /* Update task and its cfs_rq load average */
3385 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3386 {
3387         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3388
3389         if (entity_is_task(se))
3390                 return 0;
3391
3392         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3393         if (!gcfs_rq->propagate)
3394                 return 0;
3395
3396         gcfs_rq->propagate = 0;
3397
3398         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3399
3400         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3401
3402         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3403         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3404
3405         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3406         trace_pelt_se_tp(se);
3407
3408         return 1;
3409 }
3410
3411 /*
3412  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3413  * group_entity:
3414  */
3415 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3416 {
3417         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3418
3419         /*
3420          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3421          * decay it:
3422          */
3423         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3424                 return false;
3425
3426         /*
3427          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3428          * the utilization of the sched_entity:
3429          */
3430         if (gcfs_rq->propagate)
3431                 return false;
3432
3433         /*
3434          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3435          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3436          * waste of time to try to decay it:
3437          */
3438         return true;
3439 }
3440
3441 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3442
3443 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
3444
3445 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3446 {
3447         return 0;
3448 }
3449
3450 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3451
3452 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3453
3454 /**
3455  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3456  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3457  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3458  *
3459  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3460  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3461  * post_init_entity_util_avg().
3462  *
3463  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3464  *
3465  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3466  *
3467  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3468  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3469  */
3470 static inline int
3471 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3472 {
3473         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable_sum = 0;
3474         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3475         int decayed = 0;
3476
3477         if (cfs_rq->removed.nr) {
3478                 unsigned long r;
3479                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib;
3480
3481                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3482                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3483                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3484                 swap(cfs_rq->removed.runnable_sum, removed_runnable_sum);
3485                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3486                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3487
3488                 r = removed_load;
3489                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3490                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3491
3492                 r = removed_util;
3493                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3494                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3495
3496                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -(long)removed_runnable_sum);
3497
3498                 decayed = 1;
3499         }
3500
3501         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3502
3503 #ifndef CONFIG_64BIT
3504         smp_wmb();
3505         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3506 #endif
3507
3508         if (decayed)
3509                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3510
3511         return decayed;
3512 }
3513
3514 /**
3515  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3516  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3517  * @se: sched_entity to attach
3518  * @flags: migration hints
3519  *
3520  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3521  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3522  */
3523 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3524 {
3525         u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + cfs_rq->avg.period_contrib;
3526
3527         /*
3528          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3529          * window because without that, really weird and wonderful things can
3530          * happen.
3531          *
3532          * XXX illustrate
3533          */
3534         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3535         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3536
3537         /*
3538          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3539          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3540          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3541          * _sum a little.
3542          */
3543         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3544
3545         se->avg.load_sum = divider;
3546         if (se_weight(se)) {
3547                 se->avg.load_sum =
3548                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3549         }
3550
3551         se->avg.runnable_load_sum = se->avg.load_sum;
3552
3553         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3554         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3555         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3556
3557         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3558
3559         cfs_rq_util_change(cfs_rq, flags);
3560
3561         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3562 }
3563
3564 /**
3565  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3566  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3567  * @se: sched_entity to detach
3568  *
3569  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3570  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3571  */
3572 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3573 {
3574         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3575         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3576         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3577
3578         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3579
3580         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3581
3582         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3583 }
3584
3585 /*
3586  * Optional action to be done while updating the load average
3587  */
3588 #define UPDATE_TG       0x1
3589 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3590 #define DO_ATTACH       0x4
3591
3592 /* Update task and its cfs_rq load average */
3593 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3594 {
3595         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
3596         int decayed;
3597
3598         /*
3599          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3600          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3601          */
3602         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3603                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
3604
3605         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3606         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3607
3608         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3609
3610                 /*
3611                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3612                  * !last_update_time means we've passed through
3613                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3614                  *
3615                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3616                  */
3617                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, SCHED_CPUFREQ_MIGRATION);
3618                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3619
3620         } else if (decayed && (flags & UPDATE_TG))
3621                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3622 }
3623
3624 #ifndef CONFIG_64BIT
3625 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3626 {
3627         u64 last_update_time_copy;
3628         u64 last_update_time;
3629
3630         do {
3631                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3632                 smp_rmb();
3633                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3634         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3635
3636         return last_update_time;
3637 }
3638 #else
3639 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3640 {
3641         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3642 }
3643 #endif
3644
3645 /*
3646  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3647  * the previous rq.
3648  */
3649 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3650 {
3651         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3652         u64 last_update_time;
3653
3654         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3655         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
3656 }
3657
3658 /*
3659  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3660  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3661  */
3662 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3663 {
3664         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3665         unsigned long flags;
3666
3667         /*
3668          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3669          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3670          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3671          */
3672
3673         sync_entity_load_avg(se);
3674
3675         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3676         ++cfs_rq->removed.nr;
3677         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3678         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3679         cfs_rq->removed.runnable_sum    += se->avg.load_sum; /* == runnable_sum */
3680         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3681 }
3682
3683 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3684 {
3685         return cfs_rq->avg.runnable_load_avg;
3686 }
3687
3688 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3689 {
3690         return cfs_rq->avg.load_avg;
3691 }
3692
3693 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3694
3695 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3696 {
3697         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3698 }
3699
3700 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3701 {
3702         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3703
3704         return (max(ue.ewma, ue.enqueued) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3705 }
3706
3707 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3708 {
3709         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3710 }
3711
3712 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3713                                     struct task_struct *p)
3714 {
3715         unsigned int enqueued;
3716
3717         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3718                 return;
3719
3720         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3721         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3722         enqueued += _task_util_est(p);
3723         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3724 }
3725
3726 /*
3727  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3728  * based on the observation that:
3729  *
3730  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3731  *
3732  * NOTE: this only works when value + maring < INT_MAX.
3733  */
3734 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3735 {
3736         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3737 }
3738
3739 static void
3740 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p, bool task_sleep)
3741 {
3742         long last_ewma_diff;
3743         struct util_est ue;
3744         int cpu;
3745
3746         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3747                 return;
3748
3749         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3750         ue.enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3751         ue.enqueued -= min_t(unsigned int, ue.enqueued, _task_util_est(p));
3752         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, ue.enqueued);
3753
3754         /*
3755          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3756          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3757          */
3758         if (!task_sleep)
3759                 return;
3760
3761         /*
3762          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3763          * skip the util_est update.
3764          */
3765         ue = p->se.avg.util_est;
3766         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3767                 return;
3768
3769         /*
3770          * Skip update of task's estimated utilization when its EWMA is
3771          * already ~1% close to its last activation value.
3772          */
3773         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3774         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
3775         if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)))
3776                 return;
3777
3778         /*
3779          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
3780          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
3781          */
3782         cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
3783         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu))
3784                 return;
3785
3786         /*
3787          * Update Task's estimated utilization
3788          *
3789          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
3790          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
3791          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
3792          * Weighted Moving Average (EWMA):
3793          *
3794          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
3795          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
3796          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
3797          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
3798          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
3799          *
3800          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
3801          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
3802          */
3803         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3804         ue.ewma  += last_ewma_diff;
3805         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3806         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
3807 }
3808
3809 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
3810 {
3811         return capacity * 1024 > task_util_est(p) * capacity_margin;
3812 }
3813
3814 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
3815 {
3816         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
3817                 return;
3818
3819         if (!p) {
3820                 rq->misfit_task_load = 0;
3821                 return;
3822         }
3823
3824         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
3825                 rq->misfit_task_load = 0;
3826                 return;
3827         }
3828
3829         rq->misfit_task_load = task_h_load(p);
3830 }
3831
3832 #else /* CONFIG_SMP */
3833
3834 #define UPDATE_TG       0x0
3835 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3836 #define DO_ATTACH       0x0
3837
3838 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
3839 {
3840         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3841 }
3842
3843 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3844
3845 static inline void
3846 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags) {}
3847 static inline void
3848 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3849
3850 static inline int idle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
3851 {
3852         return 0;
3853 }
3854
3855 static inline void
3856 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
3857
3858 static inline void
3859 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
3860                  bool task_sleep) {}
3861 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
3862
3863 #endif /* CONFIG_SMP */
3864
3865 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3866 {
3867 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3868         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3869
3870         if (d < 0)
3871                 d = -d;
3872
3873         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3874                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
3875 #endif
3876 }
3877
3878 static void
3879 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3880 {
3881         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3882
3883         /*
3884          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3885          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3886          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3887          * stays open at the end.
3888          */
3889         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3890                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3891
3892         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3893         if (!initial) {
3894                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3895
3896                 /*
3897                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3898                  * for a gentler effect of sleepers:
3899                  */
3900                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3901                         thresh >>= 1;
3902
3903                 vruntime -= thresh;
3904         }
3905
3906         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3907         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3908 }
3909
3910 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3911
3912 static inline void check_schedstat_required(void)
3913 {
3914 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3915         if (schedstat_enabled())
3916                 return;
3917
3918         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
3919         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
3920                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
3921                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
3922                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
3923                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
3924                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
3925                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
3926                              "kernel parameter schedstats=enable or "
3927                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
3928         }
3929 #endif
3930 }
3931
3932
3933 /*
3934  * MIGRATION
3935  *
3936  *      dequeue
3937  *        update_curr()
3938  *          update_min_vruntime()
3939  *        vruntime -= min_vruntime
3940  *
3941  *      enqueue
3942  *        update_curr()
3943  *          update_min_vruntime()
3944  *        vruntime += min_vruntime
3945  *
3946  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
3947  * min_vruntime are up-to-date.
3948  *
3949  * WAKEUP (remote)
3950  *
3951  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
3952  *        vruntime -= min_vruntime
3953  *
3954  *      enqueue
3955  *        update_curr()
3956  *          update_min_vruntime()
3957  *        vruntime += min_vruntime
3958  *
3959  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
3960  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
3961  */
3962
3963 static void
3964 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3965 {
3966         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
3967         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3968
3969         /*
3970          * If we're the current task, we must renormalise before calling
3971          * update_curr().
3972          */
3973         if (renorm && curr)
3974                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3975
3976         update_curr(cfs_rq);
3977
3978         /*
3979          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
3980          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
3981          * placed in the past could significantly boost this task to the
3982          * fairness detriment of existing tasks.
3983          */
3984         if (renorm && !curr)
3985                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3986
3987         /*
3988          * When enqueuing a sched_entity, we must:
3989          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3990          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
3991          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
3992          *     its group cfs_rq
3993          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
3994          */
3995         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
3996         update_cfs_group(se);
3997         enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
3998         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3999
4000         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4001                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4002
4003         check_schedstat_required();
4004         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
4005         check_spread(cfs_rq, se);
4006         if (!curr)
4007                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4008         se->on_rq = 1;
4009
4010         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
4011                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4012                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4013         }
4014 }
4015
4016 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4017 {
4018         for_each_sched_entity(se) {
4019                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4020                 if (cfs_rq->last != se)
4021                         break;
4022
4023                 cfs_rq->last = NULL;
4024         }
4025 }
4026
4027 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4028 {
4029         for_each_sched_entity(se) {
4030                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4031                 if (cfs_rq->next != se)
4032                         break;
4033
4034                 cfs_rq->next = NULL;
4035         }
4036 }
4037
4038 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4039 {
4040         for_each_sched_entity(se) {
4041                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4042                 if (cfs_rq->skip != se)
4043                         break;
4044
4045                 cfs_rq->skip = NULL;
4046         }
4047 }
4048
4049 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4050 {
4051         if (cfs_rq->last == se)
4052                 __clear_buddies_last(se);
4053
4054         if (cfs_rq->next == se)
4055                 __clear_buddies_next(se);
4056
4057         if (cfs_rq->skip == se)
4058                 __clear_buddies_skip(se);
4059 }
4060
4061 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4062
4063 static void
4064 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4065 {
4066         /*
4067          * Update run-time statistics of the 'current'.
4068          */
4069         update_curr(cfs_rq);
4070
4071         /*
4072          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4073          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4074          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4075          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4076          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4077          *     of its group cfs_rq.
4078          */
4079         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4080         dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
4081
4082         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
4083
4084         clear_buddies(cfs_rq, se);
4085
4086         if (se != cfs_rq->curr)
4087                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4088         se->on_rq = 0;
4089         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4090
4091         /*
4092          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4093          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4094          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4095          * can move min_vruntime forward still more.
4096          */
4097         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4098                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4099
4100         /* return excess runtime on last dequeue */
4101         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4102
4103         update_cfs_group(se);
4104
4105         /*
4106          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4107          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4108          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4109          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4110          */
4111         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4112                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4113 }
4114
4115 /*
4116  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4117  */
4118 static void
4119 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4120 {
4121         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4122         struct sched_entity *se;
4123         s64 delta;
4124
4125         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4126         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4127         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4128                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4129                 /*
4130                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4131                  * re-elected due to buddy favours.
4132                  */
4133                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4134                 return;
4135         }
4136
4137         /*
4138          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4139          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4140          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4141          */
4142         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4143                 return;
4144
4145         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4146         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4147
4148         if (delta < 0)
4149                 return;
4150
4151         if (delta > ideal_runtime)
4152                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4153 }
4154
4155 static void
4156 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4157 {
4158         /* 'current' is not kept within the tree. */
4159         if (se->on_rq) {
4160                 /*
4161                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4162                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4163                  * runqueue.
4164                  */
4165                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4166                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4167                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4168         }
4169
4170         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4171         cfs_rq->curr = se;
4172
4173         /*
4174          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4175          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4176          * when there are only lesser-weight tasks around):
4177          */
4178         if (schedstat_enabled() &&
4179             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4180                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4181                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4182                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4183         }
4184
4185         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4186 }
4187
4188 static int
4189 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4190
4191 /*
4192  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4193  * 1) keep things fair between processes/task groups
4194  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4195  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4196  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4197  */
4198 static struct sched_entity *
4199 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4200 {
4201         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4202         struct sched_entity *se;
4203
4204         /*
4205          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4206          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4207          */
4208         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4209                 left = curr;
4210
4211         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4212
4213         /*
4214          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4215          * be done without getting too unfair.
4216          */
4217         if (cfs_rq->skip == se) {
4218                 struct sched_entity *second;
4219
4220                 if (se == curr) {
4221                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4222                 } else {
4223                         second = __pick_next_entity(se);
4224                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4225                                 second = curr;
4226                 }
4227
4228                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4229                         se = second;
4230         }
4231
4232         /*
4233          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4234          */
4235         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
4236                 se = cfs_rq->last;
4237
4238         /*
4239          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4240          */
4241         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
4242                 se = cfs_rq->next;
4243
4244         clear_buddies(cfs_rq, se);
4245
4246         return se;
4247 }
4248
4249 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4250
4251 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4252 {
4253         /*
4254          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4255          * was not called and update_curr() has to be done:
4256          */
4257         if (prev->on_rq)
4258                 update_curr(cfs_rq);
4259
4260         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4261         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4262
4263         check_spread(cfs_rq, prev);
4264
4265         if (prev->on_rq) {
4266                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4267                 /* Put 'current' back into the tree. */
4268                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4269                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4270                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4271         }
4272         cfs_rq->curr = NULL;
4273 }
4274
4275 static void
4276 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4277 {
4278         /*
4279          * Update run-time statistics of the 'current'.
4280          */
4281         update_curr(cfs_rq);
4282
4283         /*
4284          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4285          */
4286         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4287         update_cfs_group(curr);
4288
4289 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4290         /*
4291          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4292          * validating it and just reschedule.
4293          */
4294         if (queued) {
4295                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4296                 return;
4297         }
4298         /*
4299          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4300          */
4301         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4302                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4303                 return;
4304 #endif
4305
4306         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4307                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4308 }
4309
4310
4311 /**************************************************
4312  * CFS bandwidth control machinery
4313  */
4314
4315 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4316
4317 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4318 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4319
4320 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4321 {
4322         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4323 }
4324
4325 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4326 {
4327         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4328 }
4329
4330 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4331 {
4332         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4333 }
4334 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4335 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4336 {
4337         return true;
4338 }
4339
4340 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4341 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4342 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4343
4344 /*
4345  * default period for cfs group bandwidth.
4346  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4347  */
4348 static inline u64 default_cfs_period(void)
4349 {
4350         return 100000000ULL;
4351 }
4352
4353 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4354 {
4355         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4356 }
4357
4358 /*
4359  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
4360  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
4361  * additional synchronization around rq->lock.
4362  *
4363  * requires cfs_b->lock
4364  */
4365 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4366 {
4367         u64 now;
4368
4369         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4370                 return;
4371
4372         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
4373         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4374         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
4375         cfs_b->expires_seq++;
4376 }
4377
4378 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4379 {
4380         return &tg->cfs_bandwidth;
4381 }
4382
4383 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
4384 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4385 {
4386         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
4387                 return cfs_rq->throttled_clock_task - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4388
4389         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4390 }
4391
4392 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4393 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4394 {
4395         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
4396         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
4397         u64 amount = 0, min_amount, expires;
4398         int expires_seq;
4399
4400         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4401         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
4402
4403         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4404         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4405                 amount = min_amount;
4406         else {
4407                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4408
4409                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4410                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4411                         cfs_b->runtime -= amount;
4412                         cfs_b->idle = 0;
4413                 }
4414         }
4415         expires_seq = cfs_b->expires_seq;
4416         expires = cfs_b->runtime_expires;
4417         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4418
4419         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4420         /*
4421          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
4422          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
4423          * issued.
4424          */
4425         if (cfs_rq->expires_seq != expires_seq) {
4426                 cfs_rq->expires_seq = expires_seq;
4427                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4428         }
4429
4430         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4431 }
4432
4433 /*
4434  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
4435  * fact that rq->clock snapshots this value.
4436  */
4437 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4438 {
4439         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4440
4441         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
4442         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
4443                 return;
4444
4445         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
4446                 return;
4447
4448         /*
4449          * If the local deadline has passed we have to consider the
4450          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
4451          * has not truly expired.
4452          *
4453          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
4454          * whether the global deadline(cfs_b->expires_seq) has advanced.
4455          */
4456         if (cfs_rq->expires_seq == cfs_b->expires_seq) {
4457                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
4458                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
4459         } else {
4460                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
4461                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
4462         }
4463 }
4464
4465 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4466 {
4467         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4468         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4469         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4470
4471         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4472                 return;
4473
4474         /*
4475          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4476          * hierarchy can be throttled
4477          */
4478         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4479                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4480 }
4481
4482 static __always_inline
4483 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4484 {
4485         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4486                 return;
4487
4488         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4489 }
4490
4491 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4492 {
4493         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4494 }
4495
4496 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4497 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4498 {
4499         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4500 }
4501
4502 /*
4503  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4504  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4505  * load-balance operations.
4506  */
4507 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4508                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4509 {
4510         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4511
4512         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4513         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4514
4515         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4516                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4517 }
4518
4519 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4520 {
4521         struct rq *rq = data;
4522         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4523
4524         cfs_rq->throttle_count--;
4525         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4526                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
4527                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4528                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4529
4530                 /* Add cfs_rq with already running entity in the list */
4531                 if (cfs_rq->nr_running >= 1)
4532                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4533         }
4534
4535         return 0;
4536 }
4537
4538 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4539 {
4540         struct rq *rq = data;
4541         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4542
4543         /* group is entering throttled state, stop time */
4544         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4545                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4546                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4547         }
4548         cfs_rq->throttle_count++;
4549
4550         return 0;
4551 }
4552
4553 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4554 {
4555         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4556         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4557         struct sched_entity *se;
4558         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4559         bool empty;
4560
4561         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4562
4563         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4564         rcu_read_lock();
4565         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4566         rcu_read_unlock();
4567
4568         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4569         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4570         for_each_sched_entity(se) {
4571                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4572                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4573                 if (!se->on_rq)
4574                         break;
4575
4576                 if (dequeue)
4577                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4578                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4579                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4580
4581                 if (qcfs_rq->load.weight)
4582                         dequeue = 0;
4583         }
4584
4585         if (!se)
4586                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4587
4588         cfs_rq->throttled = 1;
4589         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4590         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4591         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4592
4593         /*
4594          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
4595          * distribute_cfs_runtime will not see us. If disribute_cfs_runtime is
4596          * not running add to the tail so that later runqueues don't get starved.
4597          */
4598         if (cfs_b->distribute_running)
4599                 list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4600         else
4601                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4602
4603         /*
4604          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
4605          * timer is running.
4606          */
4607         if (empty)
4608                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4609
4610         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4611 }
4612
4613 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4614 {
4615         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4616         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4617         struct sched_entity *se;
4618         int enqueue = 1;
4619         long task_delta, idle_task_delta;
4620
4621         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4622
4623         cfs_rq->throttled = 0;
4624
4625         update_rq_clock(rq);
4626
4627         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4628         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4629         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4630         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4631
4632         /* update hierarchical throttle state */
4633         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4634
4635         if (!cfs_rq->load.weight)
4636                 return;
4637
4638         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4639         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4640         for_each_sched_entity(se) {
4641                 if (se->on_rq)
4642                         enqueue = 0;
4643
4644                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4645                 if (enqueue)
4646                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4647                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4648                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4649
4650                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4651                         break;
4652         }
4653
4654         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
4655
4656         if (!se)
4657                 add_nr_running(rq, task_delta);
4658
4659         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4660         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4661                 resched_curr(rq);
4662 }
4663
4664 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4665                 u64 remaining, u64 expires)
4666 {
4667         struct cfs_rq *cfs_rq;
4668         u64 runtime;
4669         u64 starting_runtime = remaining;
4670
4671         rcu_read_lock();
4672         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4673                                 throttled_list) {
4674                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4675                 struct rq_flags rf;
4676
4677                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
4678                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4679                         goto next;
4680
4681                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4682                 if (runtime > remaining)
4683                         runtime = remaining;
4684                 remaining -= runtime;
4685
4686                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4687                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4688
4689                 /* we check whether we're throttled above */
4690                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4691                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4692
4693 next:
4694                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
4695
4696                 if (!remaining)
4697                         break;
4698         }
4699         rcu_read_unlock();
4700
4701         return starting_runtime - remaining;
4702 }
4703
4704 /*
4705  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4706  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4707  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4708  * used to track this state.
4709  */
4710 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
4711 {
4712         u64 runtime, runtime_expires;
4713         int throttled;
4714
4715         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4716         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4717                 goto out_deactivate;
4718
4719         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4720         cfs_b->nr_periods += overrun;
4721
4722         /*
4723          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4724          * we're going inactive then everything else can be deferred
4725          */
4726         if (cfs_b->idle && !throttled)
4727                 goto out_deactivate;
4728
4729         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4730
4731         if (!throttled) {
4732                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4733                 cfs_b->idle = 1;
4734                 return 0;
4735         }
4736
4737         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4738         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4739
4740         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
4741
4742         /*
4743          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4744          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4745          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4746          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4747          * only by limited amounts in that extreme case.
4748          */
4749         while (throttled && cfs_b->runtime > 0 && !cfs_b->distribute_running) {
4750                 runtime = cfs_b->runtime;
4751                 cfs_b->distribute_running = 1;
4752                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4753                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4754                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
4755                                                  runtime_expires);
4756                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4757
4758                 cfs_b->distribute_running = 0;
4759                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4760
4761                 lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4762         }
4763
4764         /*
4765          * While we are ensured activity in the period following an
4766          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4767          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4768          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4769          */
4770         cfs_b->idle = 0;
4771
4772         return 0;
4773
4774 out_deactivate:
4775         return 1;
4776 }
4777
4778 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4779 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4780 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4781 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4782 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4783 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4784
4785 /*
4786  * Are we near the end of the current quota period?
4787  *
4788  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4789  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4790  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4791  */
4792 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4793 {
4794         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4795         u64 remaining;
4796
4797         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4798         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4799                 return 1;
4800
4801         /* is a quota refresh about to occur? */
4802         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4803         if (remaining < min_expire)
4804                 return 1;
4805
4806         return 0;
4807 }
4808
4809 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4810 {
4811         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4812
4813         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4814         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4815                 return;
4816
4817         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
4818         if (cfs_b->slack_started)
4819                 return;
4820         cfs_b->slack_started = true;
4821
4822         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4823                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4824                         HRTIMER_MODE_REL);
4825 }
4826
4827 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4828 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4829 {
4830         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4831         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4832
4833         if (slack_runtime <= 0)
4834                 return;
4835
4836         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4837         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
4838             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
4839                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4840
4841                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4842                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4843                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4844                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4845         }
4846         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4847
4848         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4849         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4850 }
4851
4852 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4853 {
4854         if (!cfs_bandwidth_used())
4855                 return;
4856
4857         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4858                 return;
4859
4860         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4861 }
4862
4863 /*
4864  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4865  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4866  */
4867 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4868 {
4869         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4870         unsigned long flags;
4871         u64 expires;
4872
4873         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4874         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4875         cfs_b->slack_started = false;
4876         if (cfs_b->distribute_running) {
4877                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4878                 return;
4879         }
4880
4881         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4882                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4883                 return;
4884         }
4885
4886         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4887                 runtime = cfs_b->runtime;
4888
4889         expires = cfs_b->runtime_expires;
4890         if (runtime)
4891                 cfs_b->distribute_running = 1;
4892
4893         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4894
4895         if (!runtime)
4896                 return;
4897
4898         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
4899
4900         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4901         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
4902                 lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4903         cfs_b->distribute_running = 0;
4904         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4905 }
4906
4907 /*
4908  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4909  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4910  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4911  */
4912 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4913 {
4914         if (!cfs_bandwidth_used())
4915                 return;
4916
4917         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4918         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4919                 return;
4920
4921         /* ensure the group is not already throttled */
4922         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4923                 return;
4924
4925         /* update runtime allocation */
4926         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4927         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4928                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4929 }
4930
4931 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
4932 {
4933         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
4934
4935         if (!cfs_bandwidth_used())
4936                 return;
4937
4938         if (!tg->parent)
4939                 return;
4940
4941         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4942         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
4943
4944         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4945         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
4946 }
4947
4948 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4949 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4950 {
4951         if (!cfs_bandwidth_used())
4952                 return false;
4953
4954         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4955                 return false;
4956
4957         /*
4958          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4959          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4960          */
4961         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4962                 return true;
4963
4964         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4965         return true;
4966 }
4967
4968 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4969 {
4970         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4971                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4972
4973         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4974
4975         return HRTIMER_NORESTART;
4976 }
4977
4978 extern const u64 max_cfs_quota_period;
4979
4980 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4981 {
4982         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4983                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4984         unsigned long flags;
4985         int overrun;
4986         int idle = 0;
4987         int count = 0;
4988
4989         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4990         for (;;) {
4991                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4992                 if (!overrun)
4993                         break;
4994
4995                 if (++count > 3) {
4996                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
4997
4998                         new = (old * 147) / 128; /* ~115% */
4999                         new = min(new, max_cfs_quota_period);
5000
5001                         cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
5002
5003                         /* since max is 1s, this is limited to 1e9^2, which fits in u64 */
5004                         cfs_b->quota *= new;
5005                         cfs_b->quota = div64_u64(cfs_b->quota, old);
5006
5007                         pr_warn_ratelimited(
5008         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5009                                 smp_processor_id(),
5010                                 div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
5011                                 div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5012
5013                         /* reset count so we don't come right back in here */
5014                         count = 0;
5015                 }
5016
5017                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
5018         }
5019         if (idle)
5020                 cfs_b->period_active = 0;
5021         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5022
5023         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
5024 }
5025
5026 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5027 {
5028         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
5029         cfs_b->runtime = 0;
5030         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
5031         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
5032
5033         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5034         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5035         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
5036         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
5037         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
5038         cfs_b->distribute_running = 0;
5039         cfs_b->slack_started = false;
5040 }
5041
5042 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5043 {
5044         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5045         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5046 }
5047
5048 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5049 {
5050         u64 overrun;
5051
5052         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5053
5054         if (cfs_b->period_active)
5055                 return;
5056
5057         cfs_b->period_active = 1;
5058         overrun = hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5059         cfs_b->runtime_expires += (overrun + 1) * ktime_to_ns(cfs_b->period);
5060         cfs_b->expires_seq++;
5061         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5062 }
5063
5064 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5065 {
5066         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5067         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5068                 return;
5069
5070         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5071         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5072 }
5073
5074 /*
5075  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5076  *
5077  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5078  * bits doesn't do much.
5079  */
5080
5081 /* cpu online calback */
5082 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5083 {
5084         struct task_group *tg;
5085
5086         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5087
5088         rcu_read_lock();
5089         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5090                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5091                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5092
5093                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5094                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5095                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5096         }
5097         rcu_read_unlock();
5098 }
5099
5100 /* cpu offline callback */
5101 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5102 {
5103         struct task_group *tg;
5104
5105         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5106
5107         rcu_read_lock();
5108         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5109                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5110
5111                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5112                         continue;
5113
5114                 /*
5115                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5116                  * there's some valid quota amount
5117                  */
5118                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5119                 /*
5120                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5121                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5122                  */
5123                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5124
5125                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5126                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5127         }
5128         rcu_read_unlock();
5129 }
5130
5131 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5132
5133 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5134 {
5135         return false;
5136 }
5137
5138 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
5139 {
5140         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
5141 }
5142
5143 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5144 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5145 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5146 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5147 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5148
5149 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5150 {
5151         return 0;
5152 }
5153
5154 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5155 {
5156         return 0;
5157 }
5158
5159 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5160                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5161 {
5162         return 0;
5163 }
5164
5165 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5166
5167 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5168 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5169 #endif
5170
5171 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5172 {
5173         return NULL;
5174 }
5175 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5176 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5177 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5178
5179 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5180
5181 /**************************************************
5182  * CFS operations on tasks:
5183  */
5184
5185 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5186 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5187 {
5188         struct sched_entity *se = &p->se;
5189         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5190
5191         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5192
5193         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5194                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5195                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5196                 s64 delta = slice - ran;
5197
5198                 if (delta < 0) {
5199                         if (rq->curr == p)
5200                                 resched_curr(rq);
5201                         return;
5202                 }
5203                 hrtick_start(rq, delta);
5204         }
5205 }
5206
5207 /*
5208  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5209  * current task is from our class and nr_running is low enough
5210  * to matter.
5211  */
5212 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5213 {
5214         struct task_struct *curr = rq->curr;
5215
5216         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5217                 return;
5218
5219         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5220                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5221 }
5222 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5223 static inline void
5224 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5225 {
5226 }
5227
5228 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5229 {
5230 }
5231 #endif
5232
5233 #ifdef CONFIG_SMP
5234 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5235
5236 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5237 {
5238         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5239 }
5240
5241 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5242 {
5243         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5244                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5245                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5246         }
5247 }
5248 #else
5249 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5250 #endif
5251
5252 /*
5253  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5254  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5255  * then put the task into the rbtree:
5256  */
5257 static void
5258 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5259 {
5260         struct cfs_rq *cfs_rq;
5261         struct sched_entity *se = &p->se;
5262         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5263
5264         /*
5265          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5266          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5267          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5268          * estimated utilization, before we update schedutil.
5269          */
5270         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5271
5272         /*
5273          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5274          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5275          * passed.
5276          */
5277         if (p->in_iowait)
5278                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5279
5280         for_each_sched_entity(se) {
5281                 if (se->on_rq)
5282                         break;
5283                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5284                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5285
5286                 /*
5287                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5288                  *
5289                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5290                  * post the final h_nr_running increment below.
5291                  */
5292                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5293                         break;
5294                 cfs_rq->h_nr_running++;
5295                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5296
5297                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5298         }
5299
5300         for_each_sched_entity(se) {
5301                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5302                 cfs_rq->h_nr_running++;
5303                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5304
5305                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5306                         break;
5307
5308                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5309                 update_cfs_group(se);
5310         }
5311
5312         if (!se) {
5313                 add_nr_running(rq, 1);
5314                 /*
5315                  * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5316                  * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5317                  * ability to cross the overutilized threshold, which will
5318                  * result in the load balancer ruining all the task placement
5319                  * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5320                  * for the first enqueue operation of new tasks during the
5321                  * overutilized flag detection.
5322                  *
5323                  * A better way of solving this problem would be to wait for
5324                  * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5325                  * into account, but that is not straightforward to implement,
5326                  * and the following generally works well enough in practice.
5327                  */
5328                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
5329                         update_overutilized_status(rq);
5330
5331         }
5332
5333         if (cfs_bandwidth_used()) {
5334                 /*
5335                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5336                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5337                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5338                  * below.
5339                  */
5340                 for_each_sched_entity(se) {
5341                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5342
5343                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5344                                 break;
5345                 }
5346         }
5347
5348         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5349
5350         hrtick_update(rq);
5351 }
5352
5353 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5354
5355 /*
5356  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5357  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5358  * update the fair scheduling stats:
5359  */
5360 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5361 {
5362         struct cfs_rq *cfs_rq;
5363         struct sched_entity *se = &p->se;
5364         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5365         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5366
5367         for_each_sched_entity(se) {
5368                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5369                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5370
5371                 /*
5372                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5373                  *
5374                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5375                  * post the final h_nr_running decrement below.
5376                 */
5377                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5378                         break;
5379                 cfs_rq->h_nr_running--;
5380                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5381
5382                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5383                 if (cfs_rq->load.weight) {
5384                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5385                         se = parent_entity(se);
5386                         /*
5387                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5388                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5389                          */
5390                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5391                                 set_next_buddy(se);
5392                         break;
5393                 }
5394                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5395         }
5396
5397         for_each_sched_entity(se) {
5398                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5399                 cfs_rq->h_nr_running--;
5400                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5401
5402                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5403                         break;
5404
5405                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5406                 update_cfs_group(se);
5407         }
5408
5409         if (!se)
5410                 sub_nr_running(rq, 1);
5411
5412         util_est_dequeue(&rq->cfs, p, task_sleep);
5413         hrtick_update(rq);
5414 }
5415
5416 #ifdef CONFIG_SMP
5417
5418 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5419 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5420 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5421
5422 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5423
5424 static struct {
5425         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5426         atomic_t nr_cpus;
5427         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5428         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5429         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5430 } nohz ____cacheline_aligned;
5431
5432 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5433
5434 static unsigned long cpu_runnable_load(struct rq *rq)
5435 {
5436         return cfs_rq_runnable_load_avg(&rq->cfs);
5437 }
5438
5439 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5440 {
5441         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5442 }
5443
5444 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
5445 {
5446         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5447         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
5448         unsigned long load_avg = cpu_runnable_load(rq);
5449
5450         if (nr_running)
5451                 return load_avg / nr_running;
5452
5453         return 0;
5454 }
5455
5456 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5457 {
5458         /*
5459          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5460          * jiffy will not have built up many flips.
5461          */
5462         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5463                 current->wakee_flips >>= 1;
5464                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5465         }
5466
5467         if (current->last_wakee != p) {
5468                 current->last_wakee = p;
5469                 current->wakee_flips++;
5470         }
5471 }
5472
5473 /*
5474  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5475  *
5476  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5477  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5478  *
5479  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5480  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5481  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5482  *
5483  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5484  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5485  *
5486  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5487  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5488  * socket size.
5489  */
5490 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5491 {
5492         unsigned int master = current->wakee_flips;
5493         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5494         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5495
5496         if (master < slave)
5497                 swap(master, slave);
5498         if (slave < factor || master < slave * factor)
5499                 return 0;
5500         return 1;
5501 }
5502
5503 /*
5504  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5505  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5506  * CPU.
5507  *
5508  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5509  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5510  *
5511  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5512  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5513  *                        for the overloaded case.
5514  */
5515 static int
5516 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5517 {
5518         /*
5519          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5520          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5521          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5522          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5523          *
5524          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5525          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5526          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5527          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5528          * on one CPU.
5529          */
5530         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5531                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5532
5533         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5534                 return this_cpu;
5535
5536         return nr_cpumask_bits;
5537 }
5538
5539 static int
5540 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5541                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5542 {
5543         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5544         unsigned long task_load;
5545
5546         this_eff_load = cpu_runnable_load(cpu_rq(this_cpu));
5547
5548         if (sync) {
5549                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5550
5551                 if (current_load > this_eff_load)
5552                         return this_cpu;
5553
5554                 this_eff_load -= current_load;
5555         }
5556
5557         task_load = task_h_load(p);
5558
5559         this_eff_load += task_load;
5560         if (sched_feat(WA_BIAS))
5561                 this_eff_load *= 100;
5562         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5563
5564         prev_eff_load = cpu_runnable_load(cpu_rq(prev_cpu));
5565         prev_eff_load -= task_load;
5566         if (sched_feat(WA_BIAS))
5567                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5568         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5569
5570         /*
5571          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5572          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5573          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5574          * idle.
5575          */
5576         if (sync)
5577                 prev_eff_load += 1;
5578
5579         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5580 }
5581
5582 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5583                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5584 {
5585         int target = nr_cpumask_bits;
5586
5587         if (sched_feat(WA_IDLE))
5588                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5589
5590         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5591                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5592
5593         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5594         if (target == nr_cpumask_bits)
5595                 return prev_cpu;
5596
5597         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5598         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5599         return target;
5600 }
5601
5602 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p);
5603
5604 static unsigned long capacity_spare_without(int cpu, struct task_struct *p)
5605 {
5606         return max_t(long, capacity_of(cpu) - cpu_util_without(cpu, p), 0);
5607 }
5608
5609 /*
5610  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5611  * domain.
5612  *
5613  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
5614  */
5615 static struct sched_group *
5616 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5617                   int this_cpu, int sd_flag)
5618 {
5619         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5620         struct sched_group *most_spare_sg = NULL;
5621         unsigned long min_runnable_load = ULONG_MAX;
5622         unsigned long this_runnable_load = ULONG_MAX;
5623         unsigned long min_avg_load = ULONG_MAX, this_avg_load = ULONG_MAX;
5624         unsigned long most_spare = 0, this_spare = 0;
5625         int imbalance_scale = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5626         unsigned long imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
5627                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
5628
5629         do {
5630                 unsigned long load, avg_load, runnable_load;
5631                 unsigned long spare_cap, max_spare_cap;
5632                 int local_group;
5633                 int i;
5634
5635                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5636                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
5637                                         p->cpus_ptr))
5638                         continue;
5639
5640                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5641                                                sched_group_span(group));
5642
5643                 /*
5644                  * Tally up the load of all CPUs in the group and find
5645                  * the group containing the CPU with most spare capacity.
5646                  */
5647                 avg_load = 0;
5648                 runnable_load = 0;
5649                 max_spare_cap = 0;
5650
5651                 for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
5652                         load = cpu_runnable_load(cpu_rq(i));
5653                         runnable_load += load;
5654
5655                         avg_load += cfs_rq_load_avg(&cpu_rq(i)->cfs);
5656
5657                         spare_cap = capacity_spare_without(i, p);
5658
5659                         if (spare_cap > max_spare_cap)
5660                                 max_spare_cap = spare_cap;
5661                 }
5662
5663                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5664                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5665                                         group->sgc->capacity;
5666                 runnable_load = (runnable_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5667                                         group->sgc->capacity;
5668
5669                 if (local_group) {
5670                         this_runnable_load = runnable_load;
5671                         this_avg_load = avg_load;
5672                         this_spare = max_spare_cap;
5673                 } else {
5674                         if (min_runnable_load > (runnable_load + imbalance)) {
5675                                 /*
5676                                  * The runnable load is significantly smaller
5677                                  * so we can pick this new CPU:
5678                                  */
5679                                 min_runnable_load = runnable_load;
5680                                 min_avg_load = avg_load;
5681                                 idlest = group;
5682                         } else if ((runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5683                                    (100*min_avg_load > imbalance_scale*avg_load)) {
5684                                 /*
5685                                  * The runnable loads are close so take the
5686                                  * blocked load into account through avg_load:
5687                                  */
5688                                 min_avg_load = avg_load;
5689                                 idlest = group;
5690                         }
5691
5692                         if (most_spare < max_spare_cap) {
5693                                 most_spare = max_spare_cap;
5694                                 most_spare_sg = group;
5695                         }
5696                 }
5697         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5698
5699         /*
5700          * The cross-over point between using spare capacity or least load
5701          * is too conservative for high utilization tasks on partially
5702          * utilized systems if we require spare_capacity > task_util(p),
5703          * so we allow for some task stuffing by using
5704          * spare_capacity > task_util(p)/2.
5705          *
5706          * Spare capacity can't be used for fork because the utilization has
5707          * not been set yet, we must first select a rq to compute the initial
5708          * utilization.
5709          */
5710         if (sd_flag & SD_BALANCE_FORK)
5711                 goto skip_spare;
5712
5713         if (this_spare > task_util(p) / 2 &&
5714             imbalance_scale*this_spare > 100*most_spare)
5715                 return NULL;
5716
5717         if (most_spare > task_util(p) / 2)
5718                 return most_spare_sg;
5719
5720 skip_spare:
5721         if (!idlest)
5722                 return NULL;
5723
5724         /*
5725          * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for the
5726          * local domain to be very lightly loaded relative to the remote
5727          * domains but "imbalance" skews the comparison making remote CPUs
5728          * look much more favourable. When considering cross-domain, add
5729          * imbalance to the runnable load on the remote node and consider
5730          * staying local.
5731          */
5732         if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
5733             min_runnable_load + imbalance >= this_runnable_load)
5734                 return NULL;
5735
5736         if (min_runnable_load > (this_runnable_load + imbalance))
5737                 return NULL;
5738
5739         if ((this_runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5740              (100*this_avg_load < imbalance_scale*min_avg_load))
5741                 return NULL;
5742
5743         return idlest;
5744 }
5745
5746 /*
5747  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5748  */
5749 static int
5750 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5751 {
5752         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5753         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5754         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5755         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5756         int shallowest_idle_cpu = -1;
5757         int i;
5758
5759         /* Check if we have any choice: */
5760         if (group->group_weight == 1)
5761                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5762
5763         /* Traverse only the allowed CPUs */
5764         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
5765                 if (available_idle_cpu(i)) {
5766                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5767                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5768                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5769                                 /*
5770                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5771                                  * has the smallest exit latency irrespective
5772                                  * of any idle timestamp.
5773                                  */
5774                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5775                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5776                                 shallowest_idle_cpu = i;
5777                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5778                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5779                                 /*
5780                                  * If equal or no active idle state, then
5781                                  * the most recently idled CPU might have
5782                                  * a warmer cache.
5783                                  */
5784                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5785                                 shallowest_idle_cpu = i;
5786                         }
5787                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5788                         load = cpu_runnable_load(cpu_rq(i));
5789                         if (load < min_load) {
5790                                 min_load = load;
5791                                 least_loaded_cpu = i;
5792                         }
5793                 }
5794         }
5795
5796         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5797 }
5798
5799 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5800                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5801 {
5802         int new_cpu = cpu;
5803
5804         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
5805                 return prev_cpu;
5806
5807         /*
5808          * We need task's util for capacity_spare_without, sync it up to
5809          * prev_cpu's last_update_time.
5810          */
5811         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5812                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5813
5814         while (sd) {
5815                 struct sched_group *group;
5816                 struct sched_domain *tmp;
5817                 int weight;
5818
5819                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5820                         sd = sd->child;
5821                         continue;
5822                 }
5823
5824                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5825                 if (!group) {
5826                         sd = sd->child;
5827                         continue;
5828                 }
5829
5830                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
5831                 if (new_cpu == cpu) {
5832                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
5833                         sd = sd->child;
5834                         continue;
5835                 }
5836
5837                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
5838                 cpu = new_cpu;
5839                 weight = sd->span_weight;
5840                 sd = NULL;
5841                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5842                         if (weight <= tmp->span_weight)
5843                                 break;
5844                         if (tmp->flags & sd_flag)
5845                                 sd = tmp;
5846                 }
5847         }
5848
5849         return new_cpu;
5850 }
5851
5852 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5853 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5854 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
5855
5856 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
5857 {
5858         struct sched_domain_shared *sds;
5859
5860         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5861         if (sds)
5862                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
5863 }
5864
5865 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
5866 {
5867         struct sched_domain_shared *sds;
5868
5869         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5870         if (sds)
5871                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
5872
5873         return def;
5874 }
5875
5876 /*
5877  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
5878  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
5879  *
5880  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
5881  * state should be fairly cheap.
5882  */
5883 void __update_idle_core(struct rq *rq)
5884 {
5885         int core = cpu_of(rq);
5886         int cpu;
5887
5888         rcu_read_lock();
5889         if (test_idle_cores(core, true))
5890                 goto unlock;
5891
5892         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5893                 if (cpu == core)
5894                         continue;
5895
5896                 if (!available_idle_cpu(cpu))
5897                         goto unlock;
5898         }
5899
5900         set_idle_cores(core, 1);
5901 unlock:
5902         rcu_read_unlock();
5903 }
5904
5905 /*
5906  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
5907  * there are no idle cores left in the system; tracked through
5908  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
5909  */
5910 static int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5911 {
5912         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
5913         int core, cpu;
5914
5915         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5916                 return -1;
5917
5918         if (!test_idle_cores(target, false))
5919                 return -1;
5920
5921         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
5922
5923         for_each_cpu_wrap(core, cpus, target) {
5924                 bool idle = true;
5925
5926                 for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5927                         __cpumask_clear_cpu(cpu, cpus);
5928                         if (!available_idle_cpu(cpu))
5929                                 idle = false;
5930                 }
5931
5932                 if (idle)
5933                         return core;
5934         }
5935
5936         /*
5937          * Failed to find an idle core; stop looking for one.
5938          */
5939         set_idle_cores(target, 0);
5940
5941         return -1;
5942 }
5943
5944 /*
5945  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
5946  */
5947 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
5948 {
5949         int cpu;
5950
5951         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5952                 return -1;
5953
5954         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
5955                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
5956                         continue;
5957                 if (available_idle_cpu(cpu))
5958                         return cpu;
5959         }
5960
5961         return -1;
5962 }
5963
5964 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
5965
5966 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5967 {
5968         return -1;
5969 }
5970
5971 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
5972 {
5973         return -1;
5974 }
5975
5976 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
5977
5978 /*
5979  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
5980  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
5981  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
5982  */
5983 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5984 {
5985         struct sched_domain *this_sd;
5986         u64 avg_cost, avg_idle;
5987         u64 time, cost;
5988         s64 delta;
5989         int cpu, nr = INT_MAX;
5990         int this = smp_processor_id();
5991
5992         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
5993         if (!this_sd)
5994                 return -1;
5995
5996         /*
5997          * Due to large variance we need a large fuzz factor; hackbench in
5998          * particularly is sensitive here.
5999          */
6000         avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
6001         avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6002
6003         if (sched_feat(SIS_AVG_CPU) && avg_idle < avg_cost)
6004                 return -1;
6005
6006         if (sched_feat(SIS_PROP)) {
6007                 u64 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6008                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6009                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6010                 else
6011                         nr = 4;
6012         }
6013
6014         time = cpu_clock(this);
6015
6016         for_each_cpu_wrap(cpu, sched_domain_span(sd), target) {
6017                 if (!--nr)
6018                         return -1;
6019                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6020                         continue;
6021                 if (available_idle_cpu(cpu))
6022                         break;
6023         }
6024
6025         time = cpu_clock(this) - time;
6026         cost = this_sd->avg_scan_cost;
6027         delta = (s64)(time - cost) / 8;
6028         this_sd->avg_scan_cost += delta;
6029
6030         return cpu;
6031 }
6032
6033 /*
6034  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6035  */
6036 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6037 {
6038         struct sched_domain *sd;
6039         int i, recent_used_cpu;
6040
6041         if (available_idle_cpu(target))
6042                 return target;
6043
6044         /*
6045          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6046          */
6047         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) && available_idle_cpu(prev))
6048                 return prev;
6049
6050         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6051         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6052         if (recent_used_cpu != prev &&
6053             recent_used_cpu != target &&
6054             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6055             available_idle_cpu(recent_used_cpu) &&
6056             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr)) {
6057                 /*
6058                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6059                  * candidate for the next wake:
6060                  */
6061                 p->recent_used_cpu = prev;
6062                 return recent_used_cpu;
6063         }
6064
6065         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6066         if (!sd)
6067                 return target;
6068
6069         i = select_idle_core(p, sd, target);
6070         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6071                 return i;
6072
6073         i = select_idle_cpu(p, sd, target);
6074         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6075                 return i;
6076
6077         i = select_idle_smt(p, target);
6078         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6079                 return i;
6080
6081         return target;
6082 }
6083
6084 /**
6085  * Amount of capacity of a CPU that is (estimated to be) used by CFS tasks
6086  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6087  *
6088  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6089  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6090  * (ie cpu_capacity).
6091  *
6092  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6093  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6094  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6095  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6096  * (arch_scale_freq_capacity()).
6097  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6098  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6099  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6100  *
6101  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6102  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6103  * currently RUNNABLE on that CPU.
6104  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6105  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6106  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6107  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6108  *
6109  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6110  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6111  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6112  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6113  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6114  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6115  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6116  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6117  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6118  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6119  *
6120  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6121  */
6122 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6123 {
6124         struct cfs_rq *cfs_rq;
6125         unsigned int util;
6126
6127         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6128         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6129
6130         if (sched_feat(UTIL_EST))
6131                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6132
6133         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6134 }
6135
6136 /*
6137  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6138  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6139  * @p: the task which utilization should be discounted
6140  *
6141  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6142  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6143  * execution on that CPU.
6144  *
6145  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6146  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6147  * contributing to the CPU utilization.
6148  */
6149 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6150 {
6151         struct cfs_rq *cfs_rq;
6152         unsigned int util;
6153
6154         /* Task has no contribution or is new */
6155         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6156                 return cpu_util(cpu);
6157
6158         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6159         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6160
6161         /* Discount task's util from CPU's util */
6162         lsub_positive(&util, task_util(p));
6163
6164         /*
6165          * Covered cases:
6166          *
6167          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6168          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6169          *    and thus we return:
6170          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6171          *
6172          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6173          *    IDLE, then:
6174          *      cpu_util >= task_util
6175          *      cpu_util > util_est (== 0)
6176          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6177          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6178          *
6179          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6180          *      util_est > cpu_util
6181          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6182          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6183          *    considering the expected utilization of tasks already
6184          *    runnable on that CPU.
6185          *
6186          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6187          * covered by the following code when estimated utilization is
6188          * enabled.
6189          */
6190         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6191                 unsigned int estimated =
6192                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6193
6194                 /*
6195                  * Despite the following checks we still have a small window
6196                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6197                  * races with LB's detach_task():
6198                  *
6199                  *   detach_task()
6200                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6201                  *     ---------------------------------- A
6202                  *     deactivate_task()                   \
6203                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6204                  *         util_est_dequeue()              /
6205                  *     ---------------------------------- B
6206                  *
6207                  * The additional check on "current == p" it's required to
6208                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6209                  * reducing the chances for the above race.
6210                  */
6211                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6212                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6213
6214                 util = max(util, estimated);
6215         }
6216
6217         /*
6218          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6219          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6220          * the cpu_util call.
6221          */
6222         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6223 }
6224
6225 /*
6226  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
6227  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
6228  *
6229  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
6230  * BALANCE_WAKE sort things out.
6231  */
6232 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
6233 {
6234         long min_cap, max_cap;
6235
6236         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6237                 return 0;
6238
6239         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
6240         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
6241
6242         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
6243         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
6244                 return 0;
6245
6246         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
6247         sync_entity_load_avg(&p->se);
6248
6249         return !task_fits_capacity(p, min_cap);
6250 }
6251
6252 /*
6253  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6254  * to @dst_cpu.
6255  */
6256 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6257 {
6258         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6259         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6260
6261         /*
6262          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6263          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6264          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6265          * util_avg should already be correct.
6266          */
6267         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6268                 sub_positive(&util, task_util(p));
6269         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6270                 util += task_util(p);
6271
6272         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6273                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6274
6275                 /*
6276                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6277                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6278                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6279                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6280                  */
6281                 if (dst_cpu == cpu)
6282                         util_est += _task_util_est(p);
6283
6284                 util = max(util, util_est);
6285         }
6286
6287         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6288 }
6289
6290 /*
6291  * compute_energy(): Estimates the energy that would be consumed if @p was
6292  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6293  * landscape of the * CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6294  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6295  * task.
6296  */
6297 static long
6298 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6299 {
6300         unsigned int max_util, util_cfs, cpu_util, cpu_cap;
6301         unsigned long sum_util, energy = 0;
6302         struct task_struct *tsk;
6303         int cpu;
6304
6305         for (; pd; pd = pd->next) {
6306                 struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6307
6308                 /*
6309                  * The energy model mandates all the CPUs of a performance
6310                  * domain have the same capacity.
6311                  */
6312                 cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6313                 max_util = sum_util = 0;
6314
6315                 /*
6316                  * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by
6317                  * CPUs of another rd if they belong to the same performance
6318                  * domain. So, account for the utilization of these CPUs too
6319                  * by masking pd with cpu_online_mask instead of the rd span.
6320                  *
6321                  * If an entire performance domain is outside of the current rd,
6322                  * it will not appear in its pd list and will not be accounted
6323                  * by compute_energy().
6324                  */
6325                 for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6326                         util_cfs = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6327
6328                         /*
6329                          * Busy time computation: utilization clamping is not
6330                          * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6331                          * is already enough to scale the EM reported power
6332                          * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6333                          */
6334                         sum_util += schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6335                                                        ENERGY_UTIL, NULL);
6336
6337                         /*
6338                          * Performance domain frequency: utilization clamping
6339                          * must be considered since it affects the selection
6340                          * of the performance domain frequency.
6341                          * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6342                          * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6343                          */
6344                         tsk = cpu == dst_cpu ? p : NULL;
6345                         cpu_util = schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6346                                                       FREQUENCY_UTIL, tsk);
6347                         max_util = max(max_util, cpu_util);
6348                 }
6349
6350                 energy += em_pd_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util);
6351         }
6352
6353         return energy;
6354 }
6355
6356 /*
6357  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6358  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6359  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6360  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6361  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6362  *
6363  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6364  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6365  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6366  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6367  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6368  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6369  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6370  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6371  * the best candidates of the performance domain.
6372  *
6373  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6374  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6375  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6376  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6377  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6378  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6379  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6380  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6381  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6382  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6383  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6384  *
6385  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6386  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6387  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6388  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6389  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6390  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6391  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6392  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6393  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6394  */
6395
6396 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6397 {
6398         unsigned long prev_energy = ULONG_MAX, best_energy = ULONG_MAX;
6399         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6400         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu;
6401         struct perf_domain *head, *pd;
6402         unsigned long cpu_cap, util;
6403         struct sched_domain *sd;
6404
6405         rcu_read_lock();
6406         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6407         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6408                 goto fail;
6409         head = pd;
6410
6411         /*
6412          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6413          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6414          */
6415         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6416         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6417                 sd = sd->parent;
6418         if (!sd)
6419                 goto fail;
6420
6421         sync_entity_load_avg(&p->se);
6422         if (!task_util_est(p))
6423                 goto unlock;
6424
6425         for (; pd; pd = pd->next) {
6426                 unsigned long cur_energy, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6427                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6428
6429                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6430                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6431                                 continue;
6432
6433                         /* Skip CPUs that will be overutilized. */
6434                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6435                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6436                         if (cpu_cap * 1024 < util * capacity_margin)
6437                                 continue;
6438
6439                         /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6440                         if (cpu == prev_cpu) {
6441                                 prev_energy = compute_energy(p, prev_cpu, head);
6442                                 best_energy = min(best_energy, prev_energy);
6443                                 continue;
6444                         }
6445
6446                         /*
6447                          * Find the CPU with the maximum spare capacity in
6448                          * the performance domain
6449                          */
6450                         spare_cap = cpu_cap - util;
6451                         if (spare_cap > max_spare_cap) {
6452                                 max_spare_cap = spare_cap;
6453                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6454                         }
6455                 }
6456
6457                 /* Evaluate the energy impact of using this CPU. */
6458                 if (max_spare_cap_cpu >= 0) {
6459                         cur_energy = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, head);
6460                         if (cur_energy < best_energy) {
6461                                 best_energy = cur_energy;
6462                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6463                         }
6464                 }
6465         }
6466 unlock:
6467         rcu_read_unlock();
6468
6469         /*
6470          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6471          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6472          */
6473         if (prev_energy == ULONG_MAX)
6474                 return best_energy_cpu;
6475
6476         if ((prev_energy - best_energy) > (prev_energy >> 4))
6477                 return best_energy_cpu;
6478
6479         return prev_cpu;
6480
6481 fail:
6482         rcu_read_unlock();
6483
6484         return -1;
6485 }
6486
6487 /*
6488  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6489  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6490  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6491  *
6492  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6493  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6494  *
6495  * Returns the target CPU number.
6496  *
6497  * preempt must be disabled.
6498  */
6499 static int
6500 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6501 {
6502         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6503         int cpu = smp_processor_id();
6504         int new_cpu = prev_cpu;
6505         int want_affine = 0;
6506         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6507
6508         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
6509                 record_wakee(p);
6510
6511                 if (sched_energy_enabled()) {
6512                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6513                         if (new_cpu >= 0)
6514                                 return new_cpu;
6515                         new_cpu = prev_cpu;
6516                 }
6517
6518                 want_affine = !wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu) &&
6519                               cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
6520         }
6521
6522         rcu_read_lock();
6523         for_each_domain(cpu, tmp) {
6524                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6525                         break;
6526
6527                 /*
6528                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6529                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6530                  */
6531                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6532                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6533                         if (cpu != prev_cpu)
6534                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6535
6536                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6537                         break;
6538                 }
6539
6540                 if (tmp->flags & sd_flag)
6541                         sd = tmp;
6542                 else if (!want_affine)
6543                         break;
6544         }
6545
6546         if (unlikely(sd)) {
6547                 /* Slow path */
6548                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6549         } else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) { /* XXX always ? */
6550                 /* Fast path */
6551
6552                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6553
6554                 if (want_affine)
6555                         current->recent_used_cpu = cpu;
6556         }
6557         rcu_read_unlock();
6558
6559         return new_cpu;
6560 }
6561
6562 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6563
6564 /*
6565  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6566  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6567  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6568  */
6569 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6570 {
6571         /*
6572          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6573          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6574          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6575          * the task on the new runqueue.
6576          */
6577         if (p->state == TASK_WAKING) {
6578                 struct sched_entity *se = &p->se;
6579                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6580                 u64 min_vruntime;
6581
6582 #ifndef CONFIG_64BIT
6583                 u64 min_vruntime_copy;
6584
6585                 do {
6586                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6587                         smp_rmb();
6588                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6589                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6590 #else
6591                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6592 #endif
6593
6594                 se->vruntime -= min_vruntime;
6595         }
6596
6597         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6598                 /*
6599                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6600                  * rq->lock and can modify state directly.
6601                  */
6602                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6603                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6604
6605         } else {
6606                 /*
6607                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6608                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6609                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6610                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6611                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6612                  * sounds not bad.
6613                  */
6614                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6615         }
6616
6617         /* Tell new CPU we are migrated */
6618         p->se.avg.last_update_time = 0;
6619
6620         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6621         p->se.exec_start = 0;
6622
6623         update_scan_period(p, new_cpu);
6624 }
6625
6626 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6627 {
6628         remove_entity_load_avg(&p->se);
6629 }
6630 #endif /* CONFIG_SMP */
6631
6632 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6633 {
6634         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6635
6636         /*
6637          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6638          * to virtual-time in his units.
6639          *
6640          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6641          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6642          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6643          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6644          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6645          *
6646          * This is especially important for buddies when the leftmost
6647          * task is higher priority than the buddy.
6648          */
6649         return calc_delta_fair(gran, se);
6650 }
6651
6652 /*
6653  * Should 'se' preempt 'curr'.
6654  *
6655  *             |s1
6656  *        |s2
6657  *   |s3
6658  *         g
6659  *      |<--->|c
6660  *
6661  *  w(c, s1) = -1
6662  *  w(c, s2) =  0
6663  *  w(c, s3) =  1
6664  *
6665  */
6666 static int
6667 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6668 {
6669         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6670
6671         if (vdiff <= 0)
6672                 return -1;
6673
6674         gran = wakeup_gran(se);
6675         if (vdiff > gran)
6676                 return 1;
6677
6678         return 0;
6679 }
6680
6681 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6682 {
6683         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6684                 return;
6685
6686         for_each_sched_entity(se) {
6687                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6688                         return;
6689                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6690         }
6691 }
6692
6693 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6694 {
6695         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6696                 return;
6697
6698         for_each_sched_entity(se) {
6699                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6700                         return;
6701                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6702         }
6703 }
6704
6705 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6706 {
6707         for_each_sched_entity(se)
6708                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6709 }
6710
6711 /*
6712  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6713  */
6714 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6715 {
6716         struct task_struct *curr = rq->curr;
6717         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6718         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6719         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6720         int next_buddy_marked = 0;
6721
6722         if (unlikely(se == pse))
6723                 return;
6724
6725         /*
6726          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6727          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6728          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6729          * next-buddy nomination below.
6730          */
6731         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6732                 return;
6733
6734         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6735                 set_next_buddy(pse);
6736                 next_buddy_marked = 1;
6737         }
6738
6739         /*
6740          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6741          * wake up path.
6742          *
6743          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6744          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6745          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6746          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6747          * below.
6748          */
6749         if (test_tsk_need_resched(curr))
6750                 return;
6751
6752         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6753         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
6754             likely(!task_has_idle_policy(p)))
6755                 goto preempt;
6756
6757         /*
6758          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6759          * is driven by the tick):
6760          */
6761         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6762                 return;
6763
6764         find_matching_se(&se, &pse);
6765         update_curr(cfs_rq_of(se));
6766         BUG_ON(!pse);
6767         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6768                 /*
6769                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6770                  * triggering this preemption.
6771                  */
6772                 if (!next_buddy_marked)
6773                         set_next_buddy(pse);
6774                 goto preempt;
6775         }
6776
6777         return;
6778
6779 preempt:
6780         resched_curr(rq);
6781         /*
6782          * Only set the backward buddy when the current task is still
6783          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6784          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6785          * point, either of which can * drop the rq lock.
6786          *
6787          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6788          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6789          */
6790         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6791                 return;
6792
6793         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6794                 set_last_buddy(se);
6795 }
6796
6797 static struct task_struct *
6798 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6799 {
6800         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6801         struct sched_entity *se;
6802         struct task_struct *p;
6803         int new_tasks;
6804
6805 again:
6806         if (!cfs_rq->nr_running)
6807                 goto idle;
6808
6809 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6810         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6811                 goto simple;
6812
6813         /*
6814          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6815          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6816          *
6817          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6818          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6819          */
6820
6821         do {
6822                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6823
6824                 /*
6825                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6826                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6827                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6828                  * forget we've ever seen it.
6829                  */
6830                 if (curr) {
6831                         if (curr->on_rq)
6832                                 update_curr(cfs_rq);
6833                         else
6834                                 curr = NULL;
6835
6836                         /*
6837                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6838                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6839                          * Therefore the nr_running test will indeed
6840                          * be correct.
6841                          */
6842                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
6843                                 cfs_rq = &rq->cfs;
6844
6845                                 if (!cfs_rq->nr_running)
6846                                         goto idle;
6847
6848                                 goto simple;
6849                         }
6850                 }
6851
6852                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6853                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6854         } while (cfs_rq);
6855
6856         p = task_of(se);
6857
6858         /*
6859          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6860          * is a different task than we started out with, try and touch the
6861          * least amount of cfs_rqs.
6862          */
6863         if (prev != p) {
6864                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6865
6866                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6867                         int se_depth = se->depth;
6868                         int pse_depth = pse->depth;
6869
6870                         if (se_depth <= pse_depth) {
6871                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6872                                 pse = parent_entity(pse);
6873                         }
6874                         if (se_depth >= pse_depth) {
6875                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6876                                 se = parent_entity(se);
6877                         }
6878                 }
6879
6880                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6881                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6882         }
6883
6884         goto done;
6885 simple:
6886 #endif
6887
6888         put_prev_task(rq, prev);
6889
6890         do {
6891                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6892                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6893                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6894         } while (cfs_rq);
6895
6896         p = task_of(se);
6897
6898 done: __maybe_unused;
6899 #ifdef CONFIG_SMP
6900         /*
6901          * Move the next running task to the front of
6902          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
6903          * one.
6904          */
6905         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
6906 #endif
6907
6908         if (hrtick_enabled(rq))
6909                 hrtick_start_fair(rq, p);
6910
6911         update_misfit_status(p, rq);
6912
6913         return p;
6914
6915 idle:
6916         update_misfit_status(NULL, rq);
6917         new_tasks = idle_balance(rq, rf);
6918
6919         /*
6920          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6921          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6922          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6923          */
6924         if (new_tasks < 0)
6925                 return RETRY_TASK;
6926
6927         if (new_tasks > 0)
6928                 goto again;
6929
6930         /*
6931          * rq is about to be idle, check if we need to update the
6932          * lost_idle_time of clock_pelt
6933          */
6934         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
6935
6936         return NULL;
6937 }
6938
6939 /*
6940  * Account for a descheduled task:
6941  */
6942 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6943 {
6944         struct sched_entity *se = &prev->se;
6945         struct cfs_rq *cfs_rq;
6946
6947         for_each_sched_entity(se) {
6948                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6949                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6950         }
6951 }
6952
6953 /*
6954  * sched_yield() is very simple
6955  *
6956  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6957  */
6958 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6959 {
6960         struct task_struct *curr = rq->curr;
6961         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6962         struct sched_entity *se = &curr->se;
6963
6964         /*
6965          * Are we the only task in the tree?
6966          */
6967         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6968                 return;
6969
6970         clear_buddies(cfs_rq, se);
6971
6972         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6973                 update_rq_clock(rq);
6974                 /*
6975                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6976                  */
6977                 update_curr(cfs_rq);
6978                 /*
6979                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6980                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6981                  * and double the fastpath cost.
6982                  */
6983                 rq_clock_skip_update(rq);
6984         }
6985
6986         set_skip_buddy(se);
6987 }
6988
6989 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6990 {
6991         struct sched_entity *se = &p->se;
6992
6993         /* throttled hierarchies are not runnable */
6994         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6995                 return false;
6996
6997         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6998         set_next_buddy(se);
6999
7000         yield_task_fair(rq);
7001
7002         return true;
7003 }
7004
7005 #ifdef CONFIG_SMP
7006 /**************************************************
7007  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7008  *
7009  * BASICS
7010  *
7011  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7012  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7013  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7014  *
7015  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7016  *
7017  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7018  * W_i,0 is defined as:
7019  *
7020  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7021  *
7022  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7023  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7024  *
7025  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7026  * weight:
7027  *
7028  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7029  *
7030  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7031  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7032  * can also include other factors [XXX].
7033  *
7034  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7035  * directly from (1):
7036  *
7037  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7038  *
7039  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7040  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7041  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7042  *
7043  * [XXX expand on:
7044  *     - infeasible weights;
7045  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7046  *
7047  *
7048  * SCHED DOMAINS
7049  *
7050  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7051  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7052  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7053  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7054  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7055  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7056  * the groups.
7057  *
7058  * This yields:
7059  *
7060  *     log_2 n     1     n
7061  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7062  *     i = 0      2^i   2^i
7063  *                               `- size of each group
7064  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7065  *         |         `- freq
7066  *         `- sum over all levels
7067  *
7068  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7069  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7070  *
7071  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7072  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7073  *
7074  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7075  *
7076  *             log_2 n
7077  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7078  *             k = 0
7079  *
7080  * And you'll find that:
7081  *
7082  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7083  *
7084  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7085  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7086  * of:
7087  *
7088  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7089  *
7090  *
7091  * WORK CONSERVING
7092  *
7093  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7094  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7095  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7096  *
7097  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7098  * time.
7099  *
7100  * [XXX more?]
7101  *
7102  *
7103  * CGROUPS
7104  *
7105  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7106  *
7107  *                                s_k,i
7108  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7109  *                                 S_k
7110  *
7111  * Where
7112  *
7113  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7114  *
7115  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7116  *
7117  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7118  * property.
7119  *
7120  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7121  *      rewrite all of this once again.]
7122  */
7123
7124 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7125
7126 enum fbq_type { regular, remote, all };
7127
7128 enum group_type {
7129         group_other = 0,
7130         group_misfit_task,
7131         group_imbalanced,
7132         group_overloaded,
7133 };
7134
7135 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7136 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7137 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7138 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7139 #define LBF_NOHZ_STATS  0x10
7140 #define LBF_NOHZ_AGAIN  0x20
7141
7142 struct lb_env {
7143         struct sched_domain     *sd;
7144
7145         struct rq               *src_rq;
7146         int                     src_cpu;
7147
7148         int                     dst_cpu;
7149         struct rq               *dst_rq;
7150
7151         struct cpumask          *dst_grpmask;
7152         int                     new_dst_cpu;
7153         enum cpu_idle_type      idle;
7154         long                    imbalance;
7155         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7156         struct cpumask          *cpus;
7157
7158         unsigned int            flags;
7159
7160         unsigned int            loop;
7161         unsigned int            loop_break;
7162         unsigned int            loop_max;
7163
7164         enum fbq_type           fbq_type;
7165         enum group_type         src_grp_type;
7166         struct list_head        tasks;
7167 };
7168
7169 /*
7170  * Is this task likely cache-hot:
7171  */
7172 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7173 {
7174         s64 delta;
7175
7176         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7177
7178         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7179                 return 0;
7180
7181         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7182                 return 0;
7183
7184         /*
7185          * Buddy candidates are cache hot:
7186          */
7187         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7188                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7189                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7190                 return 1;
7191
7192         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7193                 return 1;
7194         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7195                 return 0;
7196
7197         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7198
7199         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7200 }
7201
7202 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7203 /*
7204  * Returns 1, if task migration degrades locality
7205  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7206  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7207  */
7208 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7209 {
7210         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7211         unsigned long src_weight, dst_weight;
7212         int src_nid, dst_nid, dist;
7213
7214         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7215                 return -1;
7216
7217         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7218                 return -1;
7219
7220         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7221         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7222
7223         if (src_nid == dst_nid)
7224                 return -1;
7225
7226         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7227         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7228                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7229                         return 1;
7230                 else
7231                         return -1;
7232         }
7233
7234         /* Encourage migration to the preferred node. */
7235         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7236                 return 0;
7237
7238         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7239         if (env->idle == CPU_IDLE)
7240                 return -1;
7241
7242         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7243         if (numa_group) {
7244                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7245                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7246         } else {
7247                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7248                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7249         }
7250
7251         return dst_weight < src_weight;
7252 }
7253
7254 #else
7255 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7256                                              struct lb_env *env)
7257 {
7258         return -1;
7259 }
7260 #endif
7261
7262 /*
7263  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7264  */
7265 static
7266 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7267 {
7268         int tsk_cache_hot;
7269
7270         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7271
7272         /*
7273          * We do not migrate tasks that are:
7274          * 1) throttled_lb_pair, or
7275          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7276          * 3) running (obviously), or
7277          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7278          */
7279         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7280                 return 0;
7281
7282         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7283                 int cpu;
7284
7285                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7286
7287                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7288
7289                 /*
7290                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7291                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7292                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7293                  *
7294                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
7295                  * already computed one in current iteration.
7296                  */
7297                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
7298                         return 0;
7299
7300                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7301                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7302                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7303                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7304                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7305                                 break;
7306                         }
7307                 }
7308
7309                 return 0;
7310         }
7311
7312         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7313         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7314
7315         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7316                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7317                 return 0;
7318         }
7319
7320         /*
7321          * Aggressive migration if:
7322          * 1) destination numa is preferred
7323          * 2) task is cache cold, or
7324          * 3) too many balance attempts have failed.
7325          */
7326         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7327         if (tsk_cache_hot == -1)
7328                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7329
7330         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7331             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7332                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7333                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7334                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7335                 }
7336                 return 1;
7337         }
7338
7339         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7340         return 0;
7341 }
7342
7343 /*
7344  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7345  */
7346 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7347 {
7348         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7349
7350         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7351         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7352 }
7353
7354 /*
7355  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7356  * part of active balancing operations within "domain".
7357  *
7358  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7359  */
7360 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7361 {
7362         struct task_struct *p;
7363
7364         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7365
7366         list_for_each_entry_reverse(p,
7367                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7368                 if (!can_migrate_task(p, env))
7369                         continue;
7370
7371                 detach_task(p, env);
7372
7373                 /*
7374                  * Right now, this is only the second place where
7375                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7376                  * so we can safely collect stats here rather than
7377                  * inside detach_tasks().
7378                  */
7379                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7380                 return p;
7381         }
7382         return NULL;
7383 }
7384
7385 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7386
7387 /*
7388  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance runnable load from
7389  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7390  *
7391  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7392  */
7393 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7394 {
7395         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7396         struct task_struct *p;
7397         unsigned long load;
7398         int detached = 0;
7399
7400         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7401
7402         if (env->imbalance <= 0)
7403                 return 0;
7404
7405         while (!list_empty(tasks)) {
7406                 /*
7407                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7408                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7409                  */
7410                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7411                         break;
7412
7413                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7414
7415                 env->loop++;
7416                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7417                 if (env->loop > env->loop_max)
7418                         break;
7419
7420                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7421                 if (env->loop > env->loop_break) {
7422                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7423                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7424                         break;
7425                 }
7426
7427                 if (!can_migrate_task(p, env))
7428                         goto next;
7429
7430                 load = task_h_load(p);
7431
7432                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7433                         goto next;
7434
7435                 if ((load / 2) > env->imbalance)
7436                         goto next;
7437
7438                 detach_task(p, env);
7439                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7440
7441                 detached++;
7442                 env->imbalance -= load;
7443
7444 #ifdef CONFIG_PREEMPT
7445                 /*
7446                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7447                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7448                  * the critical section.
7449                  */
7450                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7451                         break;
7452 #endif
7453
7454                 /*
7455                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7456                  * runnable load.
7457                  */
7458                 if (env->imbalance <= 0)
7459                         break;
7460
7461                 continue;
7462 next:
7463                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7464         }
7465
7466         /*
7467          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7468          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7469          * than inside detach_one_task().
7470          */
7471         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7472
7473         return detached;
7474 }
7475
7476 /*
7477  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7478  */
7479 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7480 {
7481         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7482
7483         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7484         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7485         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7486 }
7487
7488 /*
7489  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7490  * its new rq.
7491  */
7492 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7493 {
7494         struct rq_flags rf;
7495
7496         rq_lock(rq, &rf);
7497         update_rq_clock(rq);
7498         attach_task(rq, p);
7499         rq_unlock(rq, &rf);
7500 }
7501
7502 /*
7503  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7504  * new rq.
7505  */
7506 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7507 {
7508         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7509         struct task_struct *p;
7510         struct rq_flags rf;
7511
7512         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7513         update_rq_clock(env->dst_rq);
7514
7515         while (!list_empty(tasks)) {
7516                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7517                 list_del_init(&p->se.group_node);
7518
7519                 attach_task(env->dst_rq, p);
7520         }
7521
7522         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7523 }
7524
7525 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7526 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7527 {
7528         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7529                 return true;
7530
7531         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7532                 return true;
7533
7534         return false;
7535 }
7536
7537 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7538 {
7539         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7540                 return true;
7541
7542         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7543                 return true;
7544
7545 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
7546         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7547                 return true;
7548 #endif
7549
7550         return false;
7551 }
7552
7553 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
7554 {
7555         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7556
7557         if (!has_blocked)
7558                 rq->has_blocked_load = 0;
7559 }
7560 #else
7561 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
7562 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
7563 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
7564 #endif
7565
7566 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7567
7568 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
7569 {
7570         if (cfs_rq->load.weight)
7571                 return false;
7572
7573         if (cfs_rq->avg.load_sum)
7574                 return false;
7575
7576         if (cfs_rq->avg.util_sum)
7577                 return false;
7578
7579         if (cfs_rq->avg.runnable_load_sum)
7580                 return false;
7581
7582         return true;
7583 }
7584
7585 static void update_blocked_averages(int cpu)
7586 {
7587         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7588         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
7589         const struct sched_class *curr_class;
7590         struct rq_flags rf;
7591         bool done = true;
7592
7593         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7594         update_rq_clock(rq);
7595
7596         /*
7597          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7598          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7599          */
7600         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
7601                 struct sched_entity *se;
7602
7603                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq))
7604                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7605
7606                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
7607                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
7608                 if (se && !skip_blocked_update(se))
7609                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, 0);
7610
7611                 /*
7612                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
7613                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
7614                  */
7615                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
7616                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
7617
7618                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7619                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7620                         done = false;
7621         }
7622
7623         curr_class = rq->curr->sched_class;
7624         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &rt_sched_class);
7625         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &dl_sched_class);
7626         update_irq_load_avg(rq, 0);
7627         /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7628         if (others_have_blocked(rq))
7629                 done = false;
7630
7631         update_blocked_load_status(rq, !done);
7632         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7633 }
7634
7635 /*
7636  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7637  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7638  * group is a fraction of its parents load.
7639  */
7640 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7641 {
7642         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7643         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7644         unsigned long now = jiffies;
7645         unsigned long load;
7646
7647         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7648                 return;
7649
7650         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
7651         for_each_sched_entity(se) {
7652                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7653                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
7654                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7655                         break;
7656         }
7657
7658         if (!se) {
7659                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7660                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7661         }
7662
7663         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
7664                 load = cfs_rq->h_load;
7665                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7666                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7667                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7668                 cfs_rq->h_load = load;
7669                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7670         }
7671 }
7672
7673 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7674 {
7675         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7676
7677         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7678         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7679                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7680 }
7681 #else
7682 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
7683 {
7684         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7685         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7686         const struct sched_class *curr_class;
7687         struct rq_flags rf;
7688
7689         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7690         update_rq_clock(rq);
7691         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
7692
7693         curr_class = rq->curr->sched_class;
7694         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &rt_sched_class);
7695         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &dl_sched_class);
7696         update_irq_load_avg(rq, 0);
7697         update_blocked_load_status(rq, cfs_rq_has_blocked(cfs_rq) || others_have_blocked(rq));
7698         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7699 }
7700
7701 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7702 {
7703         return p->se.avg.load_avg;
7704 }
7705 #endif
7706
7707 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7708
7709 /*
7710  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7711  */
7712 struct sg_lb_stats {
7713         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7714         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7715         unsigned long load_per_task;
7716         unsigned long group_capacity;
7717         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7718         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7719         unsigned int idle_cpus;
7720         unsigned int group_weight;
7721         enum group_type group_type;
7722         int group_no_capacity;
7723         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
7724 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7725         unsigned int nr_numa_running;
7726         unsigned int nr_preferred_running;
7727 #endif
7728 };
7729
7730 /*
7731  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7732  *               during load balancing.
7733  */
7734 struct sd_lb_stats {
7735         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7736         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7737         unsigned long total_running;
7738         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7739         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7740         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7741
7742         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7743         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7744 };
7745
7746 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7747 {
7748         /*
7749          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7750          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7751          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7752          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7753          */
7754         *sds = (struct sd_lb_stats){
7755                 .busiest = NULL,
7756                 .local = NULL,
7757                 .total_running = 0UL,
7758                 .total_load = 0UL,
7759                 .total_capacity = 0UL,
7760                 .busiest_stat = {
7761                         .avg_load = 0UL,
7762                         .sum_nr_running = 0,
7763                         .group_type = group_other,
7764                 },
7765         };
7766 }
7767
7768 static unsigned long scale_rt_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7769 {
7770         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7771         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7772         unsigned long used, free;
7773         unsigned long irq;
7774
7775         irq = cpu_util_irq(rq);
7776
7777         if (unlikely(irq >= max))
7778                 return 1;
7779
7780         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
7781         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
7782
7783         if (unlikely(used >= max))
7784                 return 1;
7785
7786         free = max - used;
7787
7788         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
7789 }
7790
7791 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7792 {
7793         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(sd, cpu);
7794         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7795
7796         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7797
7798         if (!capacity)
7799                 capacity = 1;
7800
7801         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7802         sdg->sgc->capacity = capacity;
7803         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7804         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7805 }
7806
7807 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7808 {
7809         struct sched_domain *child = sd->child;
7810         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7811         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
7812         unsigned long interval;
7813
7814         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7815         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7816         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7817
7818         if (!child) {
7819                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7820                 return;
7821         }
7822
7823         capacity = 0;
7824         min_capacity = ULONG_MAX;
7825         max_capacity = 0;
7826
7827         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7828                 /*
7829                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7830                  * span the current group.
7831                  */
7832
7833                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
7834                         struct sched_group_capacity *sgc;
7835                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7836
7837                         /*
7838                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7839                          * gets here before we've attached the domains to the
7840                          * runqueues.
7841                          *
7842                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7843                          * in update_cpu_capacity().
7844                          *
7845                          * This avoids capacity from being 0 and
7846                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7847                          */
7848                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7849                                 capacity += capacity_of(cpu);
7850                         } else {
7851                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7852                                 capacity += sgc->capacity;
7853                         }
7854
7855                         min_capacity = min(capacity, min_capacity);
7856                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7857                 }
7858         } else  {
7859                 /*
7860                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7861                  * span the current group.
7862                  */
7863
7864                 group = child->groups;
7865                 do {
7866                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7867
7868                         capacity += sgc->capacity;
7869                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7870                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7871                         group = group->next;
7872                 } while (group != child->groups);
7873         }
7874
7875         sdg->sgc->capacity = capacity;
7876         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
7877         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7878 }
7879
7880 /*
7881  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7882  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7883  * Return true is the capacity is reduced
7884  */
7885 static inline int
7886 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7887 {
7888         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7889                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7890 }
7891
7892 /*
7893  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
7894  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
7895  * the task's current CPU is heavily pressured.
7896  */
7897 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7898 {
7899         return rq->misfit_task_load &&
7900                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
7901                  check_cpu_capacity(rq, sd));
7902 }
7903
7904 /*
7905  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7906  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
7907  *
7908  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
7909  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
7910  * Something like:
7911  *
7912  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7913  *              *     * * *
7914  *
7915  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7916  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7917  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
7918  *
7919  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7920  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7921  * moving tasks due to affinity constraints.
7922  *
7923  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7924  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7925  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7926  * to create an effective group imbalance.
7927  *
7928  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7929  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7930  * subtle and fragile situation.
7931  */
7932
7933 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7934 {
7935         return group->sgc->imbalance;
7936 }
7937
7938 /*
7939  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7940  * be used by some tasks.
7941  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7942  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7943  * available capacity for CFS tasks.
7944  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7945  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7946  * capacity in meaningful for the load balancer.
7947  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7948  * any benefit for the load balance.
7949  */
7950 static inline bool
7951 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7952 {
7953         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7954                 return true;
7955
7956         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7957                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7958                 return true;
7959
7960         return false;
7961 }
7962
7963 /*
7964  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7965  *  handle.
7966  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7967  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7968  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7969  *  false.
7970  */
7971 static inline bool
7972 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7973 {
7974         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7975                 return false;
7976
7977         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7978                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7979                 return true;
7980
7981         return false;
7982 }
7983
7984 /*
7985  * group_smaller_min_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7986  * per-CPU capacity than sched_group ref.
7987  */
7988 static inline bool
7989 group_smaller_min_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7990 {
7991         return sg->sgc->min_capacity * capacity_margin <
7992                                                 ref->sgc->min_capacity * 1024;
7993 }
7994
7995 /*
7996  * group_smaller_max_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7997  * per-CPU capacity_orig than sched_group ref.
7998  */
7999 static inline bool
8000 group_smaller_max_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
8001 {
8002         return sg->sgc->max_capacity * capacity_margin <
8003                                                 ref->sgc->max_capacity * 1024;
8004 }
8005
8006 static inline enum
8007 group_type group_classify(struct sched_group *group,
8008                           struct sg_lb_stats *sgs)
8009 {
8010         if (sgs->group_no_capacity)
8011                 return group_overloaded;
8012
8013         if (sg_imbalanced(group))
8014                 return group_imbalanced;
8015
8016         if (sgs->group_misfit_task_load)
8017                 return group_misfit_task;
8018
8019         return group_other;
8020 }
8021
8022 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq, bool force)
8023 {
8024 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8025         unsigned int cpu = rq->cpu;
8026
8027         if (!rq->has_blocked_load)
8028                 return false;
8029
8030         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
8031                 return false;
8032
8033         if (!force && !time_after(jiffies, rq->last_blocked_load_update_tick))
8034                 return true;
8035
8036         update_blocked_averages(cpu);
8037
8038         return rq->has_blocked_load;
8039 #else
8040         return false;
8041 #endif
8042 }
8043
8044 /**
8045  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8046  * @env: The load balancing environment.
8047  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8048  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8049  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8050  */
8051 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8052                                       struct sched_group *group,
8053                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8054                                       int *sg_status)
8055 {
8056         int i, nr_running;
8057
8058         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8059
8060         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8061                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8062
8063                 if ((env->flags & LBF_NOHZ_STATS) && update_nohz_stats(rq, false))
8064                         env->flags |= LBF_NOHZ_AGAIN;
8065
8066                 sgs->group_load += cpu_runnable_load(rq);
8067                 sgs->group_util += cpu_util(i);
8068                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8069
8070                 nr_running = rq->nr_running;
8071                 if (nr_running > 1)
8072                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8073
8074                 if (cpu_overutilized(i))
8075                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8076
8077 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8078                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8079                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8080 #endif
8081                 /*
8082                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8083                  */
8084                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
8085                         sgs->idle_cpus++;
8086
8087                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8088                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8089                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8090                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8091                 }
8092         }
8093
8094         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
8095         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8096         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
8097
8098         if (sgs->sum_nr_running)
8099                 sgs->load_per_task = sgs->group_load / sgs->sum_nr_running;
8100
8101         sgs->group_weight = group->group_weight;
8102
8103         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
8104         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
8105 }
8106
8107 /**
8108  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8109  * @env: The load balancing environment.
8110  * @sds: sched_domain statistics
8111  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8112  * @sgs: sched_group statistics
8113  *
8114  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8115  * busiest group.
8116  *
8117  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8118  * busiest group. %false otherwise.
8119  */
8120 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8121                                    struct sd_lb_stats *sds,
8122                                    struct sched_group *sg,
8123                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8124 {
8125         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8126
8127         /*
8128          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8129          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8130          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8131          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8132          */
8133         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8134             (!group_smaller_max_cpu_capacity(sg, sds->local) ||
8135              !group_has_capacity(env, &sds->local_stat)))
8136                 return false;
8137
8138         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8139                 return true;
8140
8141         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8142                 return false;
8143
8144         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8145                 return false;
8146
8147         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY))
8148                 goto asym_packing;
8149
8150         /*
8151          * Candidate sg has no more than one task per CPU and
8152          * has higher per-CPU capacity. Migrating tasks to less
8153          * capable CPUs may harm throughput. Maximize throughput,
8154          * power/energy consequences are not considered.
8155          */
8156         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
8157             group_smaller_min_cpu_capacity(sds->local, sg))
8158                 return false;
8159
8160         /*
8161          * If we have more than one misfit sg go with the biggest misfit.
8162          */
8163         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8164             sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8165                 return false;
8166
8167 asym_packing:
8168         /* This is the busiest node in its class. */
8169         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8170                 return true;
8171
8172         /* No ASYM_PACKING if target CPU is already busy */
8173         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8174                 return true;
8175         /*
8176          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the highest
8177          * prority CPUs in the group, therefore mark all groups
8178          * of lower priority than ourself as busy.
8179          */
8180         if (sgs->sum_nr_running &&
8181             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu)) {
8182                 if (!sds->busiest)
8183                         return true;
8184
8185                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8186                 if (sched_asym_prefer(sds->busiest->asym_prefer_cpu,
8187                                       sg->asym_prefer_cpu))
8188                         return true;
8189         }
8190
8191         return false;
8192 }
8193
8194 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8195 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8196 {
8197         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8198                 return regular;
8199         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8200                 return remote;
8201         return all;
8202 }
8203
8204 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8205 {
8206         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8207                 return regular;
8208         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8209                 return remote;
8210         return all;
8211 }
8212 #else
8213 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8214 {
8215         return all;
8216 }
8217
8218 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8219 {
8220         return regular;
8221 }
8222 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8223
8224 /**
8225  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
8226  * @env: The load balancing environment.
8227  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
8228  */
8229 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8230 {
8231         struct sched_domain *child = env->sd->child;
8232         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8233         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
8234         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
8235         bool prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
8236         int sg_status = 0;
8237
8238 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8239         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && READ_ONCE(nohz.has_blocked))
8240                 env->flags |= LBF_NOHZ_STATS;
8241 #endif
8242
8243         do {
8244                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
8245                 int local_group;
8246
8247                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
8248                 if (local_group) {
8249                         sds->local = sg;
8250                         sgs = local;
8251
8252                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
8253                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
8254                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
8255                 }
8256
8257                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
8258
8259                 if (local_group)
8260                         goto next_group;
8261
8262                 /*
8263                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
8264                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
8265                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
8266                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
8267                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
8268                  * you always pull from the heaviest group when it is already
8269                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
8270                  * the tasks on the system).
8271                  */
8272                 if (prefer_sibling && sds->local &&
8273                     group_has_capacity(env, local) &&
8274                     (sgs->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)) {
8275                         sgs->group_no_capacity = 1;
8276                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
8277                 }
8278
8279                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
8280                         sds->busiest = sg;
8281                         sds->busiest_stat = *sgs;
8282                 }
8283
8284 next_group:
8285                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
8286                 sds->total_running += sgs->sum_nr_running;
8287                 sds->total_load += sgs->group_load;
8288                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
8289
8290                 sg = sg->next;
8291         } while (sg != env->sd->groups);
8292
8293 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8294         if ((env->flags & LBF_NOHZ_AGAIN) &&
8295             cpumask_subset(nohz.idle_cpus_mask, sched_domain_span(env->sd))) {
8296
8297                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
8298                            jiffies + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
8299         }
8300 #endif
8301
8302         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
8303                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
8304
8305         if (!env->sd->parent) {
8306                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8307
8308                 /* update overload indicator if we are at root domain */
8309                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
8310
8311                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
8312                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8313                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8314         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
8315                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8316
8317                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
8318                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
8319         }
8320 }
8321
8322 /**
8323  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
8324  *                      sched domain.
8325  *
8326  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
8327  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
8328  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
8329  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
8330  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
8331  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
8332  *
8333  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
8334  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
8335  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
8336  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
8337  * number.
8338  *
8339  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
8340  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in env->imbalance.
8341  *
8342  * @env: The load balancing environment.
8343  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
8344  */
8345 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8346 {
8347         int busiest_cpu;
8348
8349         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8350                 return 0;
8351
8352         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8353                 return 0;
8354
8355         if (!sds->busiest)
8356                 return 0;
8357
8358         busiest_cpu = sds->busiest->asym_prefer_cpu;
8359         if (sched_asym_prefer(busiest_cpu, env->dst_cpu))
8360                 return 0;
8361
8362         env->imbalance = sds->busiest_stat.group_load;
8363
8364         return 1;
8365 }
8366
8367 /**
8368  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
8369  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
8370  *                      load balancing.
8371  * @env: The load balancing environment.
8372  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8373  */
8374 static inline
8375 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8376 {
8377         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
8378         unsigned int imbn = 2;
8379         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
8380         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8381
8382         local = &sds->local_stat;
8383         busiest = &sds->busiest_stat;
8384
8385         if (!local->sum_nr_running)
8386                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
8387         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
8388                 imbn = 1;
8389
8390         scaled_busy_load_per_task =
8391                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8392                 busiest->group_capacity;
8393
8394         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
8395             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
8396                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8397                 return;
8398         }
8399
8400         /*
8401          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
8402          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
8403          * moving them.
8404          */
8405
8406         capa_now += busiest->group_capacity *
8407                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
8408         capa_now += local->group_capacity *
8409                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
8410         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8411
8412         /* Amount of load we'd subtract */
8413         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
8414                 capa_move += busiest->group_capacity *
8415                             min(busiest->load_per_task,
8416                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
8417         }
8418
8419         /* Amount of load we'd add */
8420         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
8421             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
8422                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
8423                       local->group_capacity;
8424         } else {
8425                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8426                       local->group_capacity;
8427         }
8428         capa_move += local->group_capacity *
8429                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
8430         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8431
8432         /* Move if we gain throughput */
8433         if (capa_move > capa_now)
8434                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8435 }
8436
8437 /**
8438  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
8439  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
8440  * @env: load balance environment
8441  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8442  */
8443 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8444 {
8445         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
8446         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8447
8448         local = &sds->local_stat;
8449         busiest = &sds->busiest_stat;
8450
8451         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
8452                 /*
8453                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
8454                  * to ensure CPU-load equilibrium, look at wider averages. XXX
8455                  */
8456                 busiest->load_per_task =
8457                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
8458         }
8459
8460         /*
8461          * Avg load of busiest sg can be less and avg load of local sg can
8462          * be greater than avg load across all sgs of sd because avg load
8463          * factors in sg capacity and sgs with smaller group_type are
8464          * skipped when updating the busiest sg:
8465          */
8466         if (busiest->group_type != group_misfit_task &&
8467             (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
8468              local->avg_load >= sds->avg_load)) {
8469                 env->imbalance = 0;
8470                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8471         }
8472
8473         /*
8474          * If there aren't any idle CPUs, avoid creating some.
8475          */
8476         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
8477             local->group_type   == group_overloaded) {
8478                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running * SCHED_CAPACITY_SCALE;
8479                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity) {
8480                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
8481                         load_above_capacity *= scale_load_down(NICE_0_LOAD);
8482                         load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
8483                 } else
8484                         load_above_capacity = ~0UL;
8485         }
8486
8487         /*
8488          * We're trying to get all the CPUs to the average_load, so we don't
8489          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
8490          * reduce the max loaded CPU below the average load. At the same time,
8491          * we also don't want to reduce the group load below the group
8492          * capacity. Thus we look for the minimum possible imbalance.
8493          */
8494         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
8495
8496         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
8497         env->imbalance = min(
8498                 max_pull * busiest->group_capacity,
8499                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
8500         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
8501
8502         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
8503         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
8504                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
8505                                        busiest->group_misfit_task_load);
8506         }
8507
8508         /*
8509          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
8510          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
8511          * a think about bumping its value to force at least one task to be
8512          * moved
8513          */
8514         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
8515                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8516 }
8517
8518 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
8519
8520 /**
8521  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
8522  * if there is an imbalance.
8523  *
8524  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
8525  * to restore balance.
8526  *
8527  * @env: The load balancing environment.
8528  *
8529  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
8530  */
8531 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
8532 {
8533         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8534         struct sd_lb_stats sds;
8535
8536         init_sd_lb_stats(&sds);
8537
8538         /*
8539          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
8540          * this level.
8541          */
8542         update_sd_lb_stats(env, &sds);
8543
8544         if (sched_energy_enabled()) {
8545                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8546
8547                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
8548                         goto out_balanced;
8549         }
8550
8551         local = &sds.local_stat;
8552         busiest = &sds.busiest_stat;
8553
8554         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
8555         if (check_asym_packing(env, &sds))
8556                 return sds.busiest;
8557
8558         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
8559         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
8560                 goto out_balanced;
8561
8562         /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
8563         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
8564                                                 / sds.total_capacity;
8565
8566         /*
8567          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
8568          * work because they assume all things are equal, which typically
8569          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
8570          */
8571         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
8572                 goto force_balance;
8573
8574         /*
8575          * When dst_cpu is idle, prevent SMP nice and/or asymmetric group
8576          * capacities from resulting in underutilization due to avg_load.
8577          */
8578         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
8579             busiest->group_no_capacity)
8580                 goto force_balance;
8581
8582         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
8583         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
8584                 goto force_balance;
8585
8586         /*
8587          * If the local group is busier than the selected busiest group
8588          * don't try and pull any tasks.
8589          */
8590         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
8591                 goto out_balanced;
8592
8593         /*
8594          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
8595          * average load.
8596          */
8597         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
8598                 goto out_balanced;
8599
8600         if (env->idle == CPU_IDLE) {
8601                 /*
8602                  * This CPU is idle. If the busiest group is not overloaded
8603                  * and there is no imbalance between this and busiest group
8604                  * wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance becomes
8605                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
8606                  * might end up to just move the imbalance on another group
8607                  */
8608                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
8609                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
8610                         goto out_balanced;
8611         } else {
8612                 /*
8613                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
8614                  * imbalance_pct to be conservative.
8615                  */
8616                 if (100 * busiest->avg_load <=
8617                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8618                         goto out_balanced;
8619         }
8620
8621 force_balance:
8622         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8623         env->src_grp_type = busiest->group_type;
8624         calculate_imbalance(env, &sds);
8625         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
8626
8627 out_balanced:
8628         env->imbalance = 0;
8629         return NULL;
8630 }
8631
8632 /*
8633  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
8634  */
8635 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8636                                      struct sched_group *group)
8637 {
8638         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8639         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8640         int i;
8641
8642         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8643                 unsigned long capacity, load;
8644                 enum fbq_type rt;
8645
8646                 rq = cpu_rq(i);
8647                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8648
8649                 /*
8650                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8651                  *  - regular: there are !numa tasks
8652                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8653                  *  - all:     there is no distinction
8654                  *
8655                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8656                  * ignore those when there's better options.
8657                  *
8658                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8659                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8660                  * queue by moving tasks around inside the node.
8661                  *
8662                  * If we cannot move enough load due to this classification
8663                  * the next pass will adjust the group classification and
8664                  * allow migration of more tasks.
8665                  *
8666                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8667                  */
8668                 if (rt > env->fbq_type)
8669                         continue;
8670
8671                 /*
8672                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we simply
8673                  * seek the "biggest" misfit task.
8674                  */
8675                 if (env->src_grp_type == group_misfit_task) {
8676                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
8677                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
8678                                 busiest = rq;
8679                         }
8680
8681                         continue;
8682                 }
8683
8684                 capacity = capacity_of(i);
8685
8686                 /*
8687                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
8688                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
8689                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
8690                  * average load.
8691                  */
8692                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8693                     capacity_of(env->dst_cpu) < capacity &&
8694                     rq->nr_running == 1)
8695                         continue;
8696
8697                 load = cpu_runnable_load(rq);
8698
8699                 /*
8700                  * When comparing with imbalance, use cpu_runnable_load()
8701                  * which is not scaled with the CPU capacity.
8702                  */
8703
8704                 if (rq->nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
8705                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
8706                         continue;
8707
8708                 /*
8709                  * For the load comparisons with the other CPU's, consider
8710                  * the cpu_runnable_load() scaled with the CPU capacity, so
8711                  * that the load can be moved away from the CPU that is
8712                  * potentially running at a lower capacity.
8713                  *
8714                  * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i), crosswise
8715                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
8716                  * to: load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;  where j is
8717                  * our previous maximum.
8718                  */
8719                 if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8720                         busiest_load = load;
8721                         busiest_capacity = capacity;
8722                         busiest = rq;
8723                 }
8724         }
8725
8726         return busiest;
8727 }
8728
8729 /*
8730  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8731  * so long as it is large enough.
8732  */
8733 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8734
8735 static inline bool
8736 asym_active_balance(struct lb_env *env)
8737 {
8738         /*
8739          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8740          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
8741          * highest priority CPUs.
8742          */
8743         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
8744                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
8745 }
8746
8747 static inline bool
8748 voluntary_active_balance(struct lb_env *env)
8749 {
8750         struct sched_domain *sd = env->sd;
8751
8752         if (asym_active_balance(env))
8753                 return 1;
8754
8755         /*
8756          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8757          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8758          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8759          * available on dst_cpu.
8760          */
8761         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8762             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8763                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8764                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8765                         return 1;
8766         }
8767
8768         if (env->src_grp_type == group_misfit_task)
8769                 return 1;
8770
8771         return 0;
8772 }
8773
8774 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8775 {
8776         struct sched_domain *sd = env->sd;
8777
8778         if (voluntary_active_balance(env))
8779                 return 1;
8780
8781         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8782 }
8783
8784 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8785
8786 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8787 {
8788         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8789         int cpu, balance_cpu = -1;
8790
8791         /*
8792          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
8793          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
8794          */
8795         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
8796                 return 0;
8797
8798         /*
8799          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
8800          * to do the newly idle load balance.
8801          */
8802         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8803                 return 1;
8804
8805         /* Try to find first idle CPU */
8806         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
8807                 if (!idle_cpu(cpu))
8808                         continue;
8809
8810                 balance_cpu = cpu;
8811                 break;
8812         }
8813
8814         if (balance_cpu == -1)
8815                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8816
8817         /*
8818          * First idle CPU or the first CPU(busiest) in this sched group
8819          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8820          */
8821         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8822 }
8823
8824 /*
8825  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8826  * tasks if there is an imbalance.
8827  */
8828 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8829                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8830                         int *continue_balancing)
8831 {
8832         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8833         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8834         struct sched_group *group;
8835         struct rq *busiest;
8836         struct rq_flags rf;
8837         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8838
8839         struct lb_env env = {
8840                 .sd             = sd,
8841                 .dst_cpu        = this_cpu,
8842                 .dst_rq         = this_rq,
8843                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
8844                 .idle           = idle,
8845                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8846                 .cpus           = cpus,
8847                 .fbq_type       = all,
8848                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8849         };
8850
8851         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
8852
8853         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
8854
8855 redo:
8856         if (!should_we_balance(&env)) {
8857                 *continue_balancing = 0;
8858                 goto out_balanced;
8859         }
8860
8861         group = find_busiest_group(&env);
8862         if (!group) {
8863                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
8864                 goto out_balanced;
8865         }
8866
8867         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8868         if (!busiest) {
8869                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
8870                 goto out_balanced;
8871         }
8872
8873         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8874
8875         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8876
8877         env.src_cpu = busiest->cpu;
8878         env.src_rq = busiest;
8879
8880         ld_moved = 0;
8881         if (busiest->nr_running > 1) {
8882                 /*
8883                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8884                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8885                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8886                  * correctly treated as an imbalance.
8887                  */
8888                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8889                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8890
8891 more_balance:
8892                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
8893                 update_rq_clock(busiest);
8894
8895                 /*
8896                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8897                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8898                  */
8899                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8900
8901                 /*
8902                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8903                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8904                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8905                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8906                  * See task_rq_lock() family for the details.
8907                  */
8908
8909                 rq_unlock(busiest, &rf);
8910
8911                 if (cur_ld_moved) {
8912                         attach_tasks(&env);
8913                         ld_moved += cur_ld_moved;
8914                 }
8915
8916                 local_irq_restore(rf.flags);
8917
8918                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8919                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8920                         goto more_balance;
8921                 }
8922
8923                 /*
8924                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8925                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8926                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8927                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
8928                  * sched_group.
8929                  *
8930                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8931                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8932                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8933                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8934                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8935                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8936                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8937                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8938                  * This however should not happen so much in practice and
8939                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8940                  * excess load moved.
8941                  */
8942                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8943
8944                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
8945                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8946
8947                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8948                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8949                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8950                         env.loop         = 0;
8951                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8952
8953                         /*
8954                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8955                          * need to continue with same src_cpu.
8956                          */
8957                         goto more_balance;
8958                 }
8959
8960                 /*
8961                  * We failed to reach balance because of affinity.
8962                  */
8963                 if (sd_parent) {
8964                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8965
8966                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8967                                 *group_imbalance = 1;
8968                 }
8969
8970                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8971                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8972                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8973                         /*
8974                          * Attempting to continue load balancing at the current
8975                          * sched_domain level only makes sense if there are
8976                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
8977                          * pull load from which are not contained within the
8978                          * destination group that is receiving any migrated
8979                          * load.
8980                          */
8981                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
8982                                 env.loop = 0;
8983                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8984                                 goto redo;
8985                         }
8986                         goto out_all_pinned;
8987                 }
8988         }
8989
8990         if (!ld_moved) {
8991                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
8992                 /*
8993                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8994                  * We do not want newidle balance, which can be very
8995                  * frequent, pollute the failure counter causing
8996                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8997                  */
8998                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8999                         sd->nr_balance_failed++;
9000
9001                 if (need_active_balance(&env)) {
9002                         unsigned long flags;
9003
9004                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
9005
9006                         /*
9007                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
9008                          * if the curr task on busiest CPU can't be
9009                          * moved to this_cpu:
9010                          */
9011                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
9012                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
9013                                                             flags);
9014                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9015                                 goto out_one_pinned;
9016                         }
9017
9018                         /*
9019                          * ->active_balance synchronizes accesses to
9020                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
9021                          * only after active load balance is finished.
9022                          */
9023                         if (!busiest->active_balance) {
9024                                 busiest->active_balance = 1;
9025                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
9026                                 active_balance = 1;
9027                         }
9028                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
9029
9030                         if (active_balance) {
9031                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
9032                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
9033                                         &busiest->active_balance_work);
9034                         }
9035
9036                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
9037                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
9038                 }
9039         } else
9040                 sd->nr_balance_failed = 0;
9041
9042         if (likely(!active_balance) || voluntary_active_balance(&env)) {
9043                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
9044                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
9045         } else {
9046                 /*
9047                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
9048                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
9049                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
9050                  * detach_tasks).
9051                  */
9052                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
9053                         sd->balance_interval *= 2;
9054         }
9055
9056         goto out;
9057
9058 out_balanced:
9059         /*
9060          * We reach balance although we may have faced some affinity
9061          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
9062          * a chance to move and fix the imbalance.
9063          */
9064         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9065                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9066
9067                 if (*group_imbalance)
9068                         *group_imbalance = 0;
9069         }
9070
9071 out_all_pinned:
9072         /*
9073          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9074          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9075          * can try to migrate them.
9076          */
9077         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9078
9079         sd->nr_balance_failed = 0;
9080
9081 out_one_pinned:
9082         ld_moved = 0;
9083
9084         /*
9085          * idle_balance() disregards balance intervals, so we could repeatedly
9086          * reach this code, which would lead to balance_interval skyrocketting
9087          * in a short amount of time. Skip the balance_interval increase logic
9088          * to avoid that.
9089          */
9090         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9091                 goto out;
9092
9093         /* tune up the balancing interval */
9094         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
9095              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
9096             sd->balance_interval < sd->max_interval)
9097                 sd->balance_interval *= 2;
9098 out:
9099         return ld_moved;
9100 }
9101
9102 static inline unsigned long
9103 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
9104 {
9105         unsigned long interval = sd->balance_interval;
9106
9107         if (cpu_busy)
9108                 interval *= sd->busy_factor;
9109
9110         /* scale ms to jiffies */
9111         interval = msecs_to_jiffies(interval);
9112         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9113
9114         return interval;
9115 }
9116
9117 static inline void
9118 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
9119 {
9120         unsigned long interval, next;
9121
9122         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
9123         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
9124         next = sd->last_balance + interval;
9125
9126         if (time_after(*next_balance, next))
9127                 *next_balance = next;
9128 }
9129
9130 /*
9131  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
9132  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9133  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9134  * avoids physical / logical imbalances.
9135  */
9136 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9137 {
9138         struct rq *busiest_rq = data;
9139         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9140         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9141         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9142         struct sched_domain *sd;
9143         struct task_struct *p = NULL;
9144         struct rq_flags rf;
9145
9146         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
9147         /*
9148          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
9149          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
9150          * inactive CPUs.
9151          */
9152         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
9153                 goto out_unlock;
9154
9155         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
9156         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9157                      !busiest_rq->active_balance))
9158                 goto out_unlock;
9159
9160         /* Is there any task to move? */
9161         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9162                 goto out_unlock;
9163
9164         /*
9165          * This condition is "impossible", if it occurs
9166          * we need to fix it. Originally reported by
9167          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
9168          */
9169         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9170
9171         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9172         rcu_read_lock();
9173         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9174                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
9175                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9176                                 break;
9177         }
9178
9179         if (likely(sd)) {
9180                 struct lb_env env = {
9181                         .sd             = sd,
9182                         .dst_cpu        = target_cpu,
9183                         .dst_rq         = target_rq,
9184                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9185                         .src_rq         = busiest_rq,
9186                         .idle           = CPU_IDLE,
9187                         /*
9188                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
9189                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
9190                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
9191                          * about DST_PINNED.
9192                          */
9193                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
9194                 };
9195
9196                 schedstat_inc(sd->alb_count);
9197                 update_rq_clock(busiest_rq);
9198
9199                 p = detach_one_task(&env);
9200                 if (p) {
9201                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
9202                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
9203                         sd->nr_balance_failed = 0;
9204                 } else {
9205                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
9206                 }
9207         }
9208         rcu_read_unlock();
9209 out_unlock:
9210         busiest_rq->active_balance = 0;
9211         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
9212
9213         if (p)
9214                 attach_one_task(target_rq, p);
9215
9216         local_irq_enable();
9217
9218         return 0;
9219 }
9220
9221 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
9222
9223 /*
9224  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
9225  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
9226  */
9227 void update_max_interval(void)
9228 {
9229         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
9230 }
9231
9232 /*
9233  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
9234  * and initiates a balancing operation if so.
9235  *
9236  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
9237  */
9238 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
9239 {
9240         int continue_balancing = 1;
9241         int cpu = rq->cpu;
9242         unsigned long interval;
9243         struct sched_domain *sd;
9244         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9245         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
9246         int update_next_balance = 0;
9247         int need_serialize, need_decay = 0;
9248         u64 max_cost = 0;
9249
9250         rcu_read_lock();
9251         for_each_domain(cpu, sd) {
9252                 /*
9253                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
9254                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
9255                  */
9256                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
9257                         sd->max_newidle_lb_cost =
9258                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
9259                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
9260                         need_decay = 1;
9261                 }
9262                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
9263
9264                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9265                         continue;
9266
9267                 /*
9268                  * Stop the load balance at this level. There is another
9269                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
9270                  * actively.
9271                  */
9272                 if (!continue_balancing) {
9273                         if (need_decay)
9274                                 continue;
9275                         break;
9276                 }
9277
9278                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9279
9280                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
9281                 if (need_serialize) {
9282                         if (!spin_trylock(&balancing))
9283                                 goto out;
9284                 }
9285
9286                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
9287                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
9288                                 /*
9289                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
9290                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
9291                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
9292                                  */
9293                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9294                         }
9295                         sd->last_balance = jiffies;
9296                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9297                 }
9298                 if (need_serialize)
9299                         spin_unlock(&balancing);
9300 out:
9301                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
9302                         next_balance = sd->last_balance + interval;
9303                         update_next_balance = 1;
9304                 }
9305         }
9306         if (need_decay) {
9307                 /*
9308                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
9309                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
9310                  */
9311                 rq->max_idle_balance_cost =
9312                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
9313         }
9314         rcu_read_unlock();
9315
9316         /*
9317          * next_balance will be updated only when there is a need.
9318          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
9319          * updated.
9320          */
9321         if (likely(update_next_balance)) {
9322                 rq->next_balance = next_balance;
9323
9324 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9325                 /*
9326                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
9327                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
9328                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
9329                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
9330                  * balance for itself and we need to update the
9331                  * nohz.next_balance accordingly.
9332                  */
9333                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
9334                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
9335 #endif
9336         }
9337 }
9338
9339 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
9340 {
9341         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
9342 }
9343
9344 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9345 /*
9346  * idle load balancing details
9347  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
9348  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
9349  *   load balancing for all the idle CPUs.
9350  * - HK_FLAG_MISC CPUs are used for this task, because HK_FLAG_SCHED not set
9351  *   anywhere yet.
9352  */
9353
9354 static inline int find_new_ilb(void)
9355 {
9356         int ilb;
9357
9358         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask,
9359                               housekeeping_cpumask(HK_FLAG_MISC)) {
9360                 if (idle_cpu(ilb))
9361                         return ilb;
9362         }
9363
9364         return nr_cpu_ids;
9365 }
9366
9367 /*
9368  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
9369  * idle CPU in the HK_FLAG_MISC housekeeping set (if there is one).
9370  */
9371 static void kick_ilb(unsigned int flags)
9372 {
9373         int ilb_cpu;
9374
9375         nohz.next_balance++;
9376
9377         ilb_cpu = find_new_ilb();
9378
9379         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
9380                 return;
9381
9382         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
9383         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
9384                 return;
9385
9386         /*
9387          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
9388          * This way we generate a sched IPI on the target CPU which
9389          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
9390          * will be run before returning from the IPI.
9391          */
9392         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
9393 }
9394
9395 /*
9396  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
9397  * of idle CPUs in the system.
9398  */
9399 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
9400 {
9401         unsigned long now = jiffies;
9402         struct sched_domain_shared *sds;
9403         struct sched_domain *sd;
9404         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
9405         unsigned int flags = 0;
9406
9407         if (unlikely(rq->idle_balance))
9408                 return;
9409
9410         /*
9411          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9412          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9413          */
9414         nohz_balance_exit_idle(rq);
9415
9416         /*
9417          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9418          * balancing.
9419          */
9420         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9421                 return;
9422
9423         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
9424             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9425                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
9426
9427         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9428                 goto out;
9429
9430         if (rq->nr_running >= 2) {
9431                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9432                 goto out;
9433         }
9434
9435         rcu_read_lock();
9436
9437         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9438         if (sd) {
9439                 /*
9440                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
9441                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
9442                  * on.
9443                  */
9444                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9445                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9446                         goto unlock;
9447                 }
9448         }
9449
9450         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
9451         if (sd) {
9452                 /*
9453                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
9454                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
9455                  * around.
9456                  */
9457                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
9458                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
9459                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9460                                 goto unlock;
9461                         }
9462                 }
9463         }
9464
9465         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
9466         if (sd) {
9467                 /*
9468                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
9469                  * to run the misfit task on.
9470                  */
9471                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
9472                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9473                         goto unlock;
9474                 }
9475
9476                 /*
9477                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
9478                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
9479                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
9480                  *
9481                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
9482                  */
9483                 goto unlock;
9484         }
9485
9486         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
9487         if (sds) {
9488                 /*
9489                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
9490                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
9491                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
9492                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
9493                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
9494                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
9495                  * like this LLC domain has tasks we could move.
9496                  */
9497                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
9498                 if (nr_busy > 1) {
9499                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9500                         goto unlock;
9501                 }
9502         }
9503 unlock:
9504         rcu_read_unlock();
9505 out:
9506         if (flags)
9507                 kick_ilb(flags);
9508 }
9509
9510 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
9511 {
9512         struct sched_domain *sd;
9513
9514         rcu_read_lock();
9515         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9516
9517         if (!sd || !sd->nohz_idle)
9518                 goto unlock;
9519         sd->nohz_idle = 0;
9520
9521         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9522 unlock:
9523         rcu_read_unlock();
9524 }
9525
9526 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
9527 {
9528         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
9529
9530         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
9531                 return;
9532
9533         rq->nohz_tick_stopped = 0;
9534         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9535         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
9536
9537         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
9538 }
9539
9540 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
9541 {
9542         struct sched_domain *sd;
9543
9544         rcu_read_lock();
9545         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9546
9547         if (!sd || sd->nohz_idle)
9548                 goto unlock;
9549         sd->nohz_idle = 1;
9550
9551         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9552 unlock:
9553         rcu_read_unlock();
9554 }
9555
9556 /*
9557  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
9558  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
9559  */
9560 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
9561 {
9562         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9563
9564         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
9565
9566         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
9567         if (!cpu_active(cpu))
9568                 return;
9569
9570         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
9571         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
9572                 return;
9573
9574         /*
9575          * Can be set safely without rq->lock held
9576          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
9577          * rq->lock is held during the check and the clear
9578          */
9579         rq->has_blocked_load = 1;
9580
9581         /*
9582          * The tick is still stopped but load could have been added in the
9583          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
9584          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
9585          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
9586          */
9587         if (rq->nohz_tick_stopped)
9588                 goto out;
9589
9590         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
9591         if (on_null_domain(rq))
9592                 return;
9593
9594         rq->nohz_tick_stopped = 1;
9595
9596         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9597         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
9598
9599         /*
9600          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
9601          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
9602          * store.
9603          */
9604         smp_mb__after_atomic();
9605
9606         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
9607
9608 out:
9609         /*
9610          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
9611          * enable the periodic update of the load of idle cpus
9612          */
9613         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9614 }
9615
9616 /*
9617  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
9618  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
9619  * tasks movement depending of flags.
9620  * The function returns false if the loop has stopped before running
9621  * through all idle CPUs.
9622  */
9623 static bool _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
9624                                enum cpu_idle_type idle)
9625 {
9626         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9627         unsigned long now = jiffies;
9628         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
9629         bool has_blocked_load = false;
9630         int update_next_balance = 0;
9631         int this_cpu = this_rq->cpu;
9632         int balance_cpu;
9633         int ret = false;
9634         struct rq *rq;
9635
9636         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
9637
9638         /*
9639          * We assume there will be no idle load after this update and clear
9640          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
9641          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
9642          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
9643          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
9644          * check the load of an idle cpu.
9645          */
9646         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
9647
9648         /*
9649          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
9650          * store from nohz_balance_enter_idle().
9651          */
9652         smp_mb();
9653
9654         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
9655                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
9656                         continue;
9657
9658                 /*
9659                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
9660                  * work being done for other CPUs. Next load
9661                  * balancing owner will pick it up.
9662                  */
9663                 if (need_resched()) {
9664                         has_blocked_load = true;
9665                         goto abort;
9666                 }
9667
9668                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
9669
9670                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq, true);
9671
9672                 /*
9673                  * If time for next balance is due,
9674                  * do the balance.
9675                  */
9676                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
9677                         struct rq_flags rf;
9678
9679                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9680                         update_rq_clock(rq);
9681                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9682
9683                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9684                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
9685                 }
9686
9687                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
9688                         next_balance = rq->next_balance;
9689                         update_next_balance = 1;
9690                 }
9691         }
9692
9693         /* Newly idle CPU doesn't need an update */
9694         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
9695                 update_blocked_averages(this_cpu);
9696                 has_blocked_load |= this_rq->has_blocked_load;
9697         }
9698
9699         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9700                 rebalance_domains(this_rq, CPU_IDLE);
9701
9702         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
9703                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
9704
9705         /* The full idle balance loop has been done */
9706         ret = true;
9707
9708 abort:
9709         /* There is still blocked load, enable periodic update */
9710         if (has_blocked_load)
9711                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9712
9713         /*
9714          * next_balance will be updated only when there is a need.
9715          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
9716          * updated.
9717          */
9718         if (likely(update_next_balance))
9719                 nohz.next_balance = next_balance;
9720
9721         return ret;
9722 }
9723
9724 /*
9725  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
9726  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
9727  */
9728 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9729 {
9730         int this_cpu = this_rq->cpu;
9731         unsigned int flags;
9732
9733         if (!(atomic_read(nohz_flags(this_cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
9734                 return false;
9735
9736         if (idle != CPU_IDLE) {
9737                 atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9738                 return false;
9739         }
9740
9741         /* could be _relaxed() */
9742         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9743         if (!(flags & NOHZ_KICK_MASK))
9744                 return false;
9745
9746         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
9747
9748         return true;
9749 }
9750
9751 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
9752 {
9753         int this_cpu = this_rq->cpu;
9754
9755         /*
9756          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
9757          * housekeeping
9758          */
9759         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
9760                 return;
9761
9762         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
9763         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
9764                 return;
9765
9766         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
9767         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
9768             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9769                 return;
9770
9771         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9772         /*
9773          * This CPU is going to be idle and blocked load of idle CPUs
9774          * need to be updated. Run the ilb locally as it is a good
9775          * candidate for ilb instead of waking up another idle CPU.
9776          * Kick an normal ilb if we failed to do the update.
9777          */
9778         if (!_nohz_idle_balance(this_rq, NOHZ_STATS_KICK, CPU_NEWLY_IDLE))
9779                 kick_ilb(NOHZ_STATS_KICK);
9780         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9781 }
9782
9783 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9784 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
9785
9786 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9787 {
9788         return false;
9789 }
9790
9791 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
9792 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9793
9794 /*
9795  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
9796  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
9797  */
9798 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
9799 {
9800         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
9801         int this_cpu = this_rq->cpu;
9802         struct sched_domain *sd;
9803         int pulled_task = 0;
9804         u64 curr_cost = 0;
9805
9806         /*
9807          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
9808          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
9809          */
9810         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
9811
9812         /*
9813          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
9814          */
9815         if (!cpu_active(this_cpu))
9816                 return 0;
9817
9818         /*
9819          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
9820          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
9821          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
9822          * re-start the picking loop.
9823          */
9824         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
9825
9826         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
9827             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
9828
9829                 rcu_read_lock();
9830                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
9831                 if (sd)
9832                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9833                 rcu_read_unlock();
9834
9835                 nohz_newidle_balance(this_rq);
9836
9837                 goto out;
9838         }
9839
9840         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9841
9842         update_blocked_averages(this_cpu);
9843         rcu_read_lock();
9844         for_each_domain(this_cpu, sd) {
9845                 int continue_balancing = 1;
9846                 u64 t0, domain_cost;
9847
9848                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9849                         continue;
9850
9851                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
9852                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9853                         break;
9854                 }
9855
9856                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
9857                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
9858
9859                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
9860                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
9861                                                    &continue_balancing);
9862
9863                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
9864                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
9865                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
9866
9867                         curr_cost += domain_cost;
9868                 }
9869
9870                 update_next_balance(sd, &next_balance);
9871
9872                 /*
9873                  * Stop searching for tasks to pull if there are
9874                  * now runnable tasks on this rq.
9875                  */
9876                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
9877                         break;
9878         }
9879         rcu_read_unlock();
9880
9881         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9882
9883         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
9884                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
9885
9886 out:
9887         /*
9888          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
9889          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
9890          * pretend we pulled a task.
9891          */
9892         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
9893                 pulled_task = 1;
9894
9895         /* Move the next balance forward */
9896         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
9897                 this_rq->next_balance = next_balance;
9898
9899         /* Is there a task of a high priority class? */
9900         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
9901                 pulled_task = -1;
9902
9903         if (pulled_task)
9904                 this_rq->idle_stamp = 0;
9905
9906         rq_repin_lock(this_rq, rf);
9907
9908         return pulled_task;
9909 }
9910
9911 /*
9912  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
9913  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
9914  */
9915 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
9916 {
9917         struct rq *this_rq = this_rq();
9918         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
9919                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9920
9921         /*
9922          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
9923          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
9924          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
9925          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
9926          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
9927          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9928          */
9929         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
9930                 return;
9931
9932         /* normal load balance */
9933         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
9934         rebalance_domains(this_rq, idle);
9935 }
9936
9937 /*
9938  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9939  */
9940 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9941 {
9942         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9943         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9944                 return;
9945
9946         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
9947                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
9948
9949         nohz_balancer_kick(rq);
9950 }
9951
9952 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9953 {
9954         update_sysctl();
9955
9956         update_runtime_enabled(rq);
9957 }
9958
9959 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9960 {
9961         update_sysctl();
9962
9963         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9964         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9965 }
9966
9967 #endif /* CONFIG_SMP */
9968
9969 /*
9970  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
9971  *
9972  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
9973  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
9974  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
9975  * parameters.
9976  */
9977 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9978 {
9979         struct cfs_rq *cfs_rq;
9980         struct sched_entity *se = &curr->se;
9981
9982         for_each_sched_entity(se) {
9983                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9984                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9985         }
9986
9987         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9988                 task_tick_numa(rq, curr);
9989
9990         update_misfit_status(curr, rq);
9991         update_overutilized_status(task_rq(curr));
9992 }
9993
9994 /*
9995  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9996  *  - child not yet on the tasklist
9997  *  - preemption disabled
9998  */
9999 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
10000 {
10001         struct cfs_rq *cfs_rq;
10002         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
10003         struct rq *rq = this_rq();
10004         struct rq_flags rf;
10005
10006         rq_lock(rq, &rf);
10007         update_rq_clock(rq);
10008
10009         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
10010         curr = cfs_rq->curr;
10011         if (curr) {
10012                 update_curr(cfs_rq);
10013                 se->vruntime = curr->vruntime;
10014         }
10015         place_entity(cfs_rq, se, 1);
10016
10017         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
10018                 /*
10019                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
10020                  * 'current' within the tree based on its new key value.
10021                  */
10022                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
10023                 resched_curr(rq);
10024         }
10025
10026         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10027         rq_unlock(rq, &rf);
10028 }
10029
10030 /*
10031  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
10032  * the current task.
10033  */
10034 static void
10035 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
10036 {
10037         if (!task_on_rq_queued(p))
10038                 return;
10039
10040         /*
10041          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
10042          * our priority decreased, or if we are not currently running on
10043          * this runqueue and our priority is higher than the current's
10044          */
10045         if (rq->curr == p) {
10046                 if (p->prio > oldprio)
10047                         resched_curr(rq);
10048         } else
10049                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
10050 }
10051
10052 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
10053 {
10054         struct sched_entity *se = &p->se;
10055
10056         /*
10057          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
10058          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
10059          * vruntime.
10060          */
10061         if (p->on_rq)
10062                 return true;
10063
10064         /*
10065          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
10066          * But there are some cases where it has already been normalized:
10067          *
10068          * - A forked child which is waiting for being woken up by
10069          *   wake_up_new_task().
10070          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
10071          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
10072          */
10073         if (!se->sum_exec_runtime ||
10074             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
10075                 return true;
10076
10077         return false;
10078 }
10079
10080 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10081 /*
10082  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
10083  * visible to the root
10084  */
10085 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10086 {
10087         struct cfs_rq *cfs_rq;
10088
10089         /* Start to propagate at parent */
10090         se = se->parent;
10091
10092         for_each_sched_entity(se) {
10093                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10094
10095                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
10096                         break;
10097
10098                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
10099         }
10100 }
10101 #else
10102 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
10103 #endif
10104
10105 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10106 {
10107         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10108
10109         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
10110         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10111         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10112         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10113         propagate_entity_cfs_rq(se);
10114 }
10115
10116 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10117 {
10118         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10119
10120 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10121         /*
10122          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
10123          * class maintain depth value), reset depth properly.
10124          */
10125         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10126 #endif
10127
10128         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
10129         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
10130         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10131         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10132         propagate_entity_cfs_rq(se);
10133 }
10134
10135 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10136 {
10137         struct sched_entity *se = &p->se;
10138         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10139
10140         if (!vruntime_normalized(p)) {
10141                 /*
10142                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
10143                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
10144                  */
10145                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
10146                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10147         }
10148
10149         detach_entity_cfs_rq(se);
10150 }
10151
10152 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10153 {
10154         struct sched_entity *se = &p->se;
10155         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10156
10157         attach_entity_cfs_rq(se);
10158
10159         if (!vruntime_normalized(p))
10160                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
10161 }
10162
10163 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10164 {
10165         detach_task_cfs_rq(p);
10166 }
10167
10168 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10169 {
10170         attach_task_cfs_rq(p);
10171
10172         if (task_on_rq_queued(p)) {
10173                 /*
10174                  * We were most likely switched from sched_rt, so
10175                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
10176                  * if we can still preempt the current task.
10177                  */
10178                 if (rq->curr == p)
10179                         resched_curr(rq);
10180                 else
10181                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
10182         }
10183 }
10184
10185 /* Account for a task changing its policy or group.
10186  *
10187  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
10188  * migrates between groups/classes.
10189  */
10190 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
10191 {
10192         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
10193
10194         for_each_sched_entity(se) {
10195                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10196
10197                 set_next_entity(cfs_rq, se);
10198                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
10199                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
10200         }
10201 }
10202
10203 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
10204 {
10205         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
10206         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
10207 #ifndef CONFIG_64BIT
10208         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
10209 #endif
10210 #ifdef CONFIG_SMP
10211         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
10212 #endif
10213 }
10214
10215 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10216 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
10217 {
10218         struct sched_entity *se = &p->se;
10219
10220         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10221         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10222 }
10223
10224 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
10225 {
10226         detach_task_cfs_rq(p);
10227         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10228
10229 #ifdef CONFIG_SMP
10230         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
10231         p->se.avg.last_update_time = 0;
10232 #endif
10233         attach_task_cfs_rq(p);
10234 }
10235
10236 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
10237 {
10238         switch (type) {
10239         case TASK_SET_GROUP:
10240                 task_set_group_fair(p);
10241                 break;
10242
10243         case TASK_MOVE_GROUP:
10244                 task_move_group_fair(p);
10245                 break;
10246         }
10247 }
10248
10249 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10250 {
10251         int i;
10252
10253         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10254
10255         for_each_possible_cpu(i) {
10256                 if (tg->cfs_rq)
10257                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
10258                 if (tg->se)
10259                         kfree(tg->se[i]);
10260         }
10261
10262         kfree(tg->cfs_rq);
10263         kfree(tg->se);
10264 }
10265
10266 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10267 {
10268         struct sched_entity *se;
10269         struct cfs_rq *cfs_rq;
10270         int i;
10271
10272         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
10273         if (!tg->cfs_rq)
10274                 goto err;
10275         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
10276         if (!tg->se)
10277                 goto err;
10278
10279         tg->shares = NICE_0_LOAD;
10280
10281         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10282
10283         for_each_possible_cpu(i) {
10284                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
10285                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10286                 if (!cfs_rq)
10287                         goto err;
10288
10289                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
10290                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10291                 if (!se)
10292                         goto err_free_rq;
10293
10294                 init_cfs_rq(cfs_rq);
10295                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
10296                 init_entity_runnable_average(se);
10297         }
10298
10299         return 1;
10300
10301 err_free_rq:
10302         kfree(cfs_rq);
10303 err:
10304         return 0;
10305 }
10306
10307 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10308 {
10309         struct sched_entity *se;
10310         struct rq *rq;
10311         int i;
10312
10313         for_each_possible_cpu(i) {
10314                 rq = cpu_rq(i);
10315                 se = tg->se[i];
10316
10317                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
10318                 update_rq_clock(rq);
10319                 attach_entity_cfs_rq(se);
10320                 sync_throttle(tg, i);
10321                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
10322         }
10323 }
10324
10325 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10326 {
10327         unsigned long flags;
10328         struct rq *rq;
10329         int cpu;
10330
10331         for_each_possible_cpu(cpu) {
10332                 if (tg->se[cpu])
10333                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
10334
10335                 /*
10336                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
10337                  * check on_list without danger of it being re-added.
10338                  */
10339                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
10340                         continue;
10341
10342                 rq = cpu_rq(cpu);
10343
10344                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
10345                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
10346                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
10347         }
10348 }
10349
10350 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
10351                         struct sched_entity *se, int cpu,
10352                         struct sched_entity *parent)
10353 {
10354         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10355
10356         cfs_rq->tg = tg;
10357         cfs_rq->rq = rq;
10358         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
10359
10360         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
10361         tg->se[cpu] = se;
10362
10363         /* se could be NULL for root_task_group */
10364         if (!se)
10365                 return;
10366
10367         if (!parent) {
10368                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
10369                 se->depth = 0;
10370         } else {
10371                 se->cfs_rq = parent->my_q;
10372                 se->depth = parent->depth + 1;
10373         }
10374
10375         se->my_q = cfs_rq;
10376         /* guarantee group entities always have weight */
10377         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
10378         se->parent = parent;
10379 }
10380
10381 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
10382
10383 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
10384 {
10385         int i;
10386
10387         /*
10388          * We can't change the weight of the root cgroup.
10389          */
10390         if (!tg->se[0])
10391                 return -EINVAL;
10392
10393         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
10394
10395         mutex_lock(&shares_mutex);
10396         if (tg->shares == shares)
10397                 goto done;
10398
10399         tg->shares = shares;
10400         for_each_possible_cpu(i) {
10401                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
10402                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
10403                 struct rq_flags rf;
10404
10405                 /* Propagate contribution to hierarchy */
10406                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10407                 update_rq_clock(rq);
10408                 for_each_sched_entity(se) {
10409                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
10410                         update_cfs_group(se);
10411                 }
10412                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10413         }
10414
10415 done:
10416         mutex_unlock(&shares_mutex);
10417         return 0;
10418 }
10419 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10420
10421 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10422
10423 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10424 {
10425         return 1;
10426 }
10427
10428 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10429
10430 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10431
10432 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10433
10434
10435 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
10436 {
10437         struct sched_entity *se = &task->se;
10438         unsigned int rr_interval = 0;
10439
10440         /*
10441          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
10442          * idle runqueue:
10443          */
10444         if (rq->cfs.load.weight)
10445                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
10446
10447         return rr_interval;
10448 }
10449
10450 /*
10451  * All the scheduling class methods:
10452  */
10453 const struct sched_class fair_sched_class = {
10454         .next                   = &idle_sched_class,
10455         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
10456         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
10457         .yield_task             = yield_task_fair,
10458         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
10459
10460         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
10461
10462         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
10463         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
10464
10465 #ifdef CONFIG_SMP
10466         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
10467         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
10468
10469         .rq_online              = rq_online_fair,
10470         .rq_offline             = rq_offline_fair,
10471
10472         .task_dead              = task_dead_fair,
10473         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
10474 #endif
10475
10476         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
10477         .task_tick              = task_tick_fair,
10478         .task_fork              = task_fork_fair,
10479
10480         .prio_changed           = prio_changed_fair,
10481         .switched_from          = switched_from_fair,
10482         .switched_to            = switched_to_fair,
10483
10484         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
10485
10486         .update_curr            = update_curr_fair,
10487
10488 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10489         .task_change_group      = task_change_group_fair,
10490 #endif
10491
10492 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
10493         .uclamp_enabled         = 1,
10494 #endif
10495 };
10496
10497 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
10498 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
10499 {
10500         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
10501
10502         rcu_read_lock();
10503         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
10504                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
10505         rcu_read_unlock();
10506 }
10507
10508 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10509 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
10510 {
10511         int node;
10512         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
10513         struct numa_group *ng;
10514
10515         rcu_read_lock();
10516         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
10517         for_each_online_node(node) {
10518                 if (p->numa_faults) {
10519                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
10520                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10521                 }
10522                 if (ng) {
10523                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
10524                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10525                 }
10526                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
10527         }
10528         rcu_read_unlock();
10529 }
10530 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10531 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
10532
10533 __init void init_sched_fair_class(void)
10534 {
10535 #ifdef CONFIG_SMP
10536         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
10537
10538 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10539         nohz.next_balance = jiffies;
10540         nohz.next_blocked = jiffies;
10541         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
10542 #endif
10543 #endif /* SMP */
10544
10545 }
10546
10547 /*
10548  * Helper functions to facilitate extracting info from tracepoints.
10549  */
10550
10551 const struct sched_avg *sched_trace_cfs_rq_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
10552 {
10553 #ifdef CONFIG_SMP
10554         return cfs_rq ? &cfs_rq->avg : NULL;
10555 #else
10556         return NULL;
10557 #endif
10558 }
10559 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_avg);
10560
10561 char *sched_trace_cfs_rq_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *str, int len)
10562 {
10563         if (!cfs_rq) {
10564                 if (str)
10565                         strlcpy(str, "(null)", len);
10566                 else
10567                         return NULL;
10568         }
10569
10570         cfs_rq_tg_path(cfs_rq, str, len);
10571         return str;
10572 }
10573 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_path);
10574
10575 int sched_trace_cfs_rq_cpu(struct cfs_rq *cfs_rq)
10576 {
10577         return cfs_rq ? cpu_of(rq_of(cfs_rq)) : -1;
10578 }
10579 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_cpu);
10580
10581 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_rt(struct rq *rq)
10582 {
10583 #ifdef CONFIG_SMP
10584         return rq ? &rq->avg_rt : NULL;
10585 #else
10586         return NULL;
10587 #endif
10588 }
10589 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_rt);
10590
10591 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_dl(struct rq *rq)
10592 {
10593 #ifdef CONFIG_SMP
10594         return rq ? &rq->avg_dl : NULL;
10595 #else
10596         return NULL;
10597 #endif
10598 }
10599 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_dl);
10600
10601 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_irq(struct rq *rq)
10602 {
10603 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ)
10604         return rq ? &rq->avg_irq : NULL;
10605 #else
10606         return NULL;
10607 #endif
10608 }
10609 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_irq);
10610
10611 int sched_trace_rq_cpu(struct rq *rq)
10612 {
10613         return rq ? cpu_of(rq) : -1;
10614 }
10615 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu);
10616
10617 const struct cpumask *sched_trace_rd_span(struct root_domain *rd)
10618 {
10619 #ifdef CONFIG_SMP
10620         return rd ? rd->span : NULL;
10621 #else
10622         return NULL;
10623 #endif
10624 }
10625 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rd_span);