Merge branch 'sched/rt' into sched/core, to pick up -rt changes
[linux-2.6-block.git] / kernel / sched / fair.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
4  *
5  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
6  *
7  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
8  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
9  *
10  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
11  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
12  *
13  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
14  *  Copyright IBM Corporation, 2007
15  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
16  *
17  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
18  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
19  *
20  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
21  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
22  */
23 #include "sched.h"
24
25 #include <trace/events/sched.h>
26
27 /*
28  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
29  *
30  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
31  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
32  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
33  * based scheduling concepts.
34  *
35  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
36  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
37  *
38  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
39  */
40 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
41 static unsigned int normalized_sysctl_sched_latency     = 6000000ULL;
42
43 /*
44  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
45  *
46  * Options are:
47  *
48  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
49  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
50  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
51  *
52  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
53  */
54 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
55
56 /*
57  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
58  *
59  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
60  */
61 unsigned int sysctl_sched_min_granularity                       = 750000ULL;
62 static unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity     = 750000ULL;
63
64 /*
65  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
66  */
67 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
68
69 /*
70  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
71  * parent will (try to) run first.
72  */
73 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
74
75 /*
76  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
77  *
78  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
79  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
80  * have immediate wakeup/sleep latencies.
81  *
82  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
83  */
84 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity                    = 1000000UL;
85 static unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity  = 1000000UL;
86
87 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
88
89 #ifdef CONFIG_SMP
90 /*
91  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
92  */
93 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
94 {
95         return -cpu;
96 }
97
98 /*
99  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity.
100  *
101  * (default: ~20%)
102  */
103 #define fits_capacity(cap, max) ((cap) * 1280 < (max) * 1024)
104
105 #endif
106
107 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
108 /*
109  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
110  * each time a cfs_rq requests quota.
111  *
112  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
113  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
114  * we will always only issue the remaining available time.
115  *
116  * (default: 5 msec, units: microseconds)
117  */
118 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
119 #endif
120
121 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
122 {
123         lw->weight += inc;
124         lw->inv_weight = 0;
125 }
126
127 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
128 {
129         lw->weight -= dec;
130         lw->inv_weight = 0;
131 }
132
133 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
134 {
135         lw->weight = w;
136         lw->inv_weight = 0;
137 }
138
139 /*
140  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
141  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
142  * to users decreases. But the relationship is not linear,
143  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
144  * number of CPUs.
145  *
146  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
147  */
148 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
149 {
150         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
151         unsigned int factor;
152
153         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
154         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
155                 factor = 1;
156                 break;
157         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
158                 factor = cpus;
159                 break;
160         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
161         default:
162                 factor = 1 + ilog2(cpus);
163                 break;
164         }
165
166         return factor;
167 }
168
169 static void update_sysctl(void)
170 {
171         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
172
173 #define SET_SYSCTL(name) \
174         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
175         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
176         SET_SYSCTL(sched_latency);
177         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
178 #undef SET_SYSCTL
179 }
180
181 void sched_init_granularity(void)
182 {
183         update_sysctl();
184 }
185
186 #define WMULT_CONST     (~0U)
187 #define WMULT_SHIFT     32
188
189 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
190 {
191         unsigned long w;
192
193         if (likely(lw->inv_weight))
194                 return;
195
196         w = scale_load_down(lw->weight);
197
198         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
199                 lw->inv_weight = 1;
200         else if (unlikely(!w))
201                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
202         else
203                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
204 }
205
206 /*
207  * delta_exec * weight / lw.weight
208  *   OR
209  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
210  *
211  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
212  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
213  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
214  *
215  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
216  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
217  */
218 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
219 {
220         u64 fact = scale_load_down(weight);
221         int shift = WMULT_SHIFT;
222
223         __update_inv_weight(lw);
224
225         if (unlikely(fact >> 32)) {
226                 while (fact >> 32) {
227                         fact >>= 1;
228                         shift--;
229                 }
230         }
231
232         /* hint to use a 32x32->64 mul */
233         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
234
235         while (fact >> 32) {
236                 fact >>= 1;
237                 shift--;
238         }
239
240         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
241 }
242
243
244 const struct sched_class fair_sched_class;
245
246 /**************************************************************
247  * CFS operations on generic schedulable entities:
248  */
249
250 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
251 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
252 {
253         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
254         return container_of(se, struct task_struct, se);
255 }
256
257 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
258 #define for_each_sched_entity(se) \
259                 for (; se; se = se->parent)
260
261 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
262 {
263         return p->se.cfs_rq;
264 }
265
266 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
267 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
268 {
269         return se->cfs_rq;
270 }
271
272 /* runqueue "owned" by this group */
273 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
274 {
275         return grp->my_q;
276 }
277
278 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
279 {
280         if (!path)
281                 return;
282
283         if (cfs_rq && task_group_is_autogroup(cfs_rq->tg))
284                 autogroup_path(cfs_rq->tg, path, len);
285         else if (cfs_rq && cfs_rq->tg->css.cgroup)
286                 cgroup_path(cfs_rq->tg->css.cgroup, path, len);
287         else
288                 strlcpy(path, "(null)", len);
289 }
290
291 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
292 {
293         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
294         int cpu = cpu_of(rq);
295
296         if (cfs_rq->on_list)
297                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
298
299         cfs_rq->on_list = 1;
300
301         /*
302          * Ensure we either appear before our parent (if already
303          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
304          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
305          * reduces this to two cases and a special case for the root
306          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
307          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
308          * to a tree or when we reach the top of the tree
309          */
310         if (cfs_rq->tg->parent &&
311             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
312                 /*
313                  * If parent is already on the list, we add the child
314                  * just before. Thanks to circular linked property of
315                  * the list, this means to put the child at the tail
316                  * of the list that starts by parent.
317                  */
318                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
319                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
320                 /*
321                  * The branch is now connected to its tree so we can
322                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
323                  * list.
324                  */
325                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
326                 return true;
327         }
328
329         if (!cfs_rq->tg->parent) {
330                 /*
331                  * cfs rq without parent should be put
332                  * at the tail of the list.
333                  */
334                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
335                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
336                 /*
337                  * We have reach the top of a tree so we can reset
338                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
339                  */
340                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
341                 return true;
342         }
343
344         /*
345          * The parent has not already been added so we want to
346          * make sure that it will be put after us.
347          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
348          * where we will add parent.
349          */
350         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
351         /*
352          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
353          * of the branch
354          */
355         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
356         return false;
357 }
358
359 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
360 {
361         if (cfs_rq->on_list) {
362                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
363
364                 /*
365                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
366                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
367                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
368                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
369                  * at the end of the enqueue.
370                  */
371                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
372                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
373
374                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
375                 cfs_rq->on_list = 0;
376         }
377 }
378
379 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
380 {
381         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
382 }
383
384 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
385 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
386         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
387                                  leaf_cfs_rq_list)
388
389 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
390 static inline struct cfs_rq *
391 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
392 {
393         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
394                 return se->cfs_rq;
395
396         return NULL;
397 }
398
399 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
400 {
401         return se->parent;
402 }
403
404 static void
405 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
406 {
407         int se_depth, pse_depth;
408
409         /*
410          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
411          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
412          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
413          * parent.
414          */
415
416         /* First walk up until both entities are at same depth */
417         se_depth = (*se)->depth;
418         pse_depth = (*pse)->depth;
419
420         while (se_depth > pse_depth) {
421                 se_depth--;
422                 *se = parent_entity(*se);
423         }
424
425         while (pse_depth > se_depth) {
426                 pse_depth--;
427                 *pse = parent_entity(*pse);
428         }
429
430         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
431                 *se = parent_entity(*se);
432                 *pse = parent_entity(*pse);
433         }
434 }
435
436 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
437
438 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
439 {
440         return container_of(se, struct task_struct, se);
441 }
442
443 #define for_each_sched_entity(se) \
444                 for (; se; se = NULL)
445
446 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
447 {
448         return &task_rq(p)->cfs;
449 }
450
451 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
452 {
453         struct task_struct *p = task_of(se);
454         struct rq *rq = task_rq(p);
455
456         return &rq->cfs;
457 }
458
459 /* runqueue "owned" by this group */
460 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
461 {
462         return NULL;
463 }
464
465 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
466 {
467         if (path)
468                 strlcpy(path, "(null)", len);
469 }
470
471 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
472 {
473         return true;
474 }
475
476 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
477 {
478 }
479
480 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
481 {
482 }
483
484 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
485                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
486
487 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
488 {
489         return NULL;
490 }
491
492 static inline void
493 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
494 {
495 }
496
497 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
498
499 static __always_inline
500 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
501
502 /**************************************************************
503  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
504  */
505
506 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
507 {
508         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
509         if (delta > 0)
510                 max_vruntime = vruntime;
511
512         return max_vruntime;
513 }
514
515 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
516 {
517         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
518         if (delta < 0)
519                 min_vruntime = vruntime;
520
521         return min_vruntime;
522 }
523
524 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
525                                 struct sched_entity *b)
526 {
527         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
528 }
529
530 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
531 {
532         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
533         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
534
535         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
536
537         if (curr) {
538                 if (curr->on_rq)
539                         vruntime = curr->vruntime;
540                 else
541                         curr = NULL;
542         }
543
544         if (leftmost) { /* non-empty tree */
545                 struct sched_entity *se;
546                 se = rb_entry(leftmost, struct sched_entity, run_node);
547
548                 if (!curr)
549                         vruntime = se->vruntime;
550                 else
551                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
552         }
553
554         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
555         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
556 #ifndef CONFIG_64BIT
557         smp_wmb();
558         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
559 #endif
560 }
561
562 /*
563  * Enqueue an entity into the rb-tree:
564  */
565 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
566 {
567         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
568         struct rb_node *parent = NULL;
569         struct sched_entity *entry;
570         bool leftmost = true;
571
572         /*
573          * Find the right place in the rbtree:
574          */
575         while (*link) {
576                 parent = *link;
577                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
578                 /*
579                  * We dont care about collisions. Nodes with
580                  * the same key stay together.
581                  */
582                 if (entity_before(se, entry)) {
583                         link = &parent->rb_left;
584                 } else {
585                         link = &parent->rb_right;
586                         leftmost = false;
587                 }
588         }
589
590         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
591         rb_insert_color_cached(&se->run_node,
592                                &cfs_rq->tasks_timeline, leftmost);
593 }
594
595 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
596 {
597         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
598 }
599
600 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
601 {
602         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
603
604         if (!left)
605                 return NULL;
606
607         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
608 }
609
610 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
611 {
612         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
613
614         if (!next)
615                 return NULL;
616
617         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
618 }
619
620 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
621 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
622 {
623         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
624
625         if (!last)
626                 return NULL;
627
628         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
629 }
630
631 /**************************************************************
632  * Scheduling class statistics methods:
633  */
634
635 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
636                 void __user *buffer, size_t *lenp,
637                 loff_t *ppos)
638 {
639         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
640         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
641
642         if (ret || !write)
643                 return ret;
644
645         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
646                                         sysctl_sched_min_granularity);
647
648 #define WRT_SYSCTL(name) \
649         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
650         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
651         WRT_SYSCTL(sched_latency);
652         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
653 #undef WRT_SYSCTL
654
655         return 0;
656 }
657 #endif
658
659 /*
660  * delta /= w
661  */
662 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
663 {
664         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
665                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
666
667         return delta;
668 }
669
670 /*
671  * The idea is to set a period in which each task runs once.
672  *
673  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
674  * this period because otherwise the slices get too small.
675  *
676  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
677  */
678 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
679 {
680         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
681                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
682         else
683                 return sysctl_sched_latency;
684 }
685
686 /*
687  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
688  * proportional to the weight.
689  *
690  * s = p*P[w/rw]
691  */
692 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
693 {
694         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
695
696         for_each_sched_entity(se) {
697                 struct load_weight *load;
698                 struct load_weight lw;
699
700                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
701                 load = &cfs_rq->load;
702
703                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
704                         lw = cfs_rq->load;
705
706                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
707                         load = &lw;
708                 }
709                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
710         }
711         return slice;
712 }
713
714 /*
715  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
716  *
717  * vs = s/w
718  */
719 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
720 {
721         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
722 }
723
724 #include "pelt.h"
725 #ifdef CONFIG_SMP
726
727 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
728 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
729 static unsigned long capacity_of(int cpu);
730
731 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
732 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
733 {
734         struct sched_avg *sa = &se->avg;
735
736         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
737
738         /*
739          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
740          * they get a chance to stabilize to their real load level.
741          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
742          * nothing has been attached to the task group yet.
743          */
744         if (entity_is_task(se))
745                 sa->runnable_load_avg = sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
746
747         se->runnable_weight = se->load.weight;
748
749         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
750 }
751
752 static 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 inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3694 {
3695         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3696 }
3697
3698 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3699 {
3700         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3701
3702         return (max(ue.ewma, ue.enqueued) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3703 }
3704
3705 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3706 {
3707         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3708 }
3709
3710 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3711                                     struct task_struct *p)
3712 {
3713         unsigned int enqueued;
3714
3715         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3716                 return;
3717
3718         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3719         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3720         enqueued += _task_util_est(p);
3721         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3722 }
3723
3724 /*
3725  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3726  * based on the observation that:
3727  *
3728  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3729  *
3730  * NOTE: this only works when value + maring < INT_MAX.
3731  */
3732 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3733 {
3734         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3735 }
3736
3737 static void
3738 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p, bool task_sleep)
3739 {
3740         long last_ewma_diff;
3741         struct util_est ue;
3742         int cpu;
3743
3744         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3745                 return;
3746
3747         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3748         ue.enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3749         ue.enqueued -= min_t(unsigned int, ue.enqueued, _task_util_est(p));
3750         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, ue.enqueued);
3751
3752         /*
3753          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3754          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3755          */
3756         if (!task_sleep)
3757                 return;
3758
3759         /*
3760          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3761          * skip the util_est update.
3762          */
3763         ue = p->se.avg.util_est;
3764         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3765                 return;
3766
3767         /*
3768          * Skip update of task's estimated utilization when its EWMA is
3769          * already ~1% close to its last activation value.
3770          */
3771         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3772         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
3773         if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)))
3774                 return;
3775
3776         /*
3777          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
3778          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
3779          */
3780         cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
3781         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu))
3782                 return;
3783
3784         /*
3785          * Update Task's estimated utilization
3786          *
3787          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
3788          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
3789          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
3790          * Weighted Moving Average (EWMA):
3791          *
3792          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
3793          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
3794          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
3795          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
3796          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
3797          *
3798          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
3799          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
3800          */
3801         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3802         ue.ewma  += last_ewma_diff;
3803         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3804         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
3805 }
3806
3807 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
3808 {
3809         return fits_capacity(task_util_est(p), capacity);
3810 }
3811
3812 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
3813 {
3814         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
3815                 return;
3816
3817         if (!p) {
3818                 rq->misfit_task_load = 0;
3819                 return;
3820         }
3821
3822         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
3823                 rq->misfit_task_load = 0;
3824                 return;
3825         }
3826
3827         rq->misfit_task_load = task_h_load(p);
3828 }
3829
3830 #else /* CONFIG_SMP */
3831
3832 #define UPDATE_TG       0x0
3833 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3834 #define DO_ATTACH       0x0
3835
3836 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
3837 {
3838         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3839 }
3840
3841 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3842
3843 static inline void
3844 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags) {}
3845 static inline void
3846 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3847
3848 static inline int idle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
3849 {
3850         return 0;
3851 }
3852
3853 static inline void
3854 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
3855
3856 static inline void
3857 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
3858                  bool task_sleep) {}
3859 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
3860
3861 #endif /* CONFIG_SMP */
3862
3863 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3864 {
3865 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3866         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3867
3868         if (d < 0)
3869                 d = -d;
3870
3871         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3872                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
3873 #endif
3874 }
3875
3876 static void
3877 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3878 {
3879         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3880
3881         /*
3882          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3883          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3884          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3885          * stays open at the end.
3886          */
3887         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3888                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3889
3890         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3891         if (!initial) {
3892                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3893
3894                 /*
3895                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3896                  * for a gentler effect of sleepers:
3897                  */
3898                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3899                         thresh >>= 1;
3900
3901                 vruntime -= thresh;
3902         }
3903
3904         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3905         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3906 }
3907
3908 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3909
3910 static inline void check_schedstat_required(void)
3911 {
3912 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3913         if (schedstat_enabled())
3914                 return;
3915
3916         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
3917         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
3918                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
3919                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
3920                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
3921                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
3922                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
3923                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
3924                              "kernel parameter schedstats=enable or "
3925                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
3926         }
3927 #endif
3928 }
3929
3930
3931 /*
3932  * MIGRATION
3933  *
3934  *      dequeue
3935  *        update_curr()
3936  *          update_min_vruntime()
3937  *        vruntime -= min_vruntime
3938  *
3939  *      enqueue
3940  *        update_curr()
3941  *          update_min_vruntime()
3942  *        vruntime += min_vruntime
3943  *
3944  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
3945  * min_vruntime are up-to-date.
3946  *
3947  * WAKEUP (remote)
3948  *
3949  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
3950  *        vruntime -= min_vruntime
3951  *
3952  *      enqueue
3953  *        update_curr()
3954  *          update_min_vruntime()
3955  *        vruntime += min_vruntime
3956  *
3957  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
3958  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
3959  */
3960
3961 static void
3962 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3963 {
3964         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
3965         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3966
3967         /*
3968          * If we're the current task, we must renormalise before calling
3969          * update_curr().
3970          */
3971         if (renorm && curr)
3972                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3973
3974         update_curr(cfs_rq);
3975
3976         /*
3977          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
3978          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
3979          * placed in the past could significantly boost this task to the
3980          * fairness detriment of existing tasks.
3981          */
3982         if (renorm && !curr)
3983                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3984
3985         /*
3986          * When enqueuing a sched_entity, we must:
3987          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3988          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
3989          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
3990          *     its group cfs_rq
3991          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
3992          */
3993         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
3994         update_cfs_group(se);
3995         enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
3996         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3997
3998         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
3999                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4000
4001         check_schedstat_required();
4002         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
4003         check_spread(cfs_rq, se);
4004         if (!curr)
4005                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4006         se->on_rq = 1;
4007
4008         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
4009                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4010                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4011         }
4012 }
4013
4014 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4015 {
4016         for_each_sched_entity(se) {
4017                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4018                 if (cfs_rq->last != se)
4019                         break;
4020
4021                 cfs_rq->last = NULL;
4022         }
4023 }
4024
4025 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4026 {
4027         for_each_sched_entity(se) {
4028                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4029                 if (cfs_rq->next != se)
4030                         break;
4031
4032                 cfs_rq->next = NULL;
4033         }
4034 }
4035
4036 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4037 {
4038         for_each_sched_entity(se) {
4039                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4040                 if (cfs_rq->skip != se)
4041                         break;
4042
4043                 cfs_rq->skip = NULL;
4044         }
4045 }
4046
4047 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4048 {
4049         if (cfs_rq->last == se)
4050                 __clear_buddies_last(se);
4051
4052         if (cfs_rq->next == se)
4053                 __clear_buddies_next(se);
4054
4055         if (cfs_rq->skip == se)
4056                 __clear_buddies_skip(se);
4057 }
4058
4059 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4060
4061 static void
4062 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4063 {
4064         /*
4065          * Update run-time statistics of the 'current'.
4066          */
4067         update_curr(cfs_rq);
4068
4069         /*
4070          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4071          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4072          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4073          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4074          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4075          *     of its group cfs_rq.
4076          */
4077         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4078         dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
4079
4080         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
4081
4082         clear_buddies(cfs_rq, se);
4083
4084         if (se != cfs_rq->curr)
4085                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4086         se->on_rq = 0;
4087         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4088
4089         /*
4090          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4091          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4092          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4093          * can move min_vruntime forward still more.
4094          */
4095         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4096                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4097
4098         /* return excess runtime on last dequeue */
4099         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4100
4101         update_cfs_group(se);
4102
4103         /*
4104          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4105          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4106          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4107          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4108          */
4109         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4110                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4111 }
4112
4113 /*
4114  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4115  */
4116 static void
4117 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4118 {
4119         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4120         struct sched_entity *se;
4121         s64 delta;
4122
4123         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4124         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4125         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4126                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4127                 /*
4128                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4129                  * re-elected due to buddy favours.
4130                  */
4131                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4132                 return;
4133         }
4134
4135         /*
4136          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4137          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4138          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4139          */
4140         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4141                 return;
4142
4143         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4144         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4145
4146         if (delta < 0)
4147                 return;
4148
4149         if (delta > ideal_runtime)
4150                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4151 }
4152
4153 static void
4154 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4155 {
4156         /* 'current' is not kept within the tree. */
4157         if (se->on_rq) {
4158                 /*
4159                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4160                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4161                  * runqueue.
4162                  */
4163                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4164                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4165                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4166         }
4167
4168         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4169         cfs_rq->curr = se;
4170
4171         /*
4172          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4173          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4174          * when there are only lesser-weight tasks around):
4175          */
4176         if (schedstat_enabled() &&
4177             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4178                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4179                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4180                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4181         }
4182
4183         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4184 }
4185
4186 static int
4187 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4188
4189 /*
4190  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4191  * 1) keep things fair between processes/task groups
4192  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4193  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4194  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4195  */
4196 static struct sched_entity *
4197 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4198 {
4199         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4200         struct sched_entity *se;
4201
4202         /*
4203          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4204          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4205          */
4206         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4207                 left = curr;
4208
4209         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4210
4211         /*
4212          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4213          * be done without getting too unfair.
4214          */
4215         if (cfs_rq->skip == se) {
4216                 struct sched_entity *second;
4217
4218                 if (se == curr) {
4219                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4220                 } else {
4221                         second = __pick_next_entity(se);
4222                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4223                                 second = curr;
4224                 }
4225
4226                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4227                         se = second;
4228         }
4229
4230         /*
4231          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4232          */
4233         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
4234                 se = cfs_rq->last;
4235
4236         /*
4237          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4238          */
4239         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
4240                 se = cfs_rq->next;
4241
4242         clear_buddies(cfs_rq, se);
4243
4244         return se;
4245 }
4246
4247 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4248
4249 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4250 {
4251         /*
4252          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4253          * was not called and update_curr() has to be done:
4254          */
4255         if (prev->on_rq)
4256                 update_curr(cfs_rq);
4257
4258         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4259         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4260
4261         check_spread(cfs_rq, prev);
4262
4263         if (prev->on_rq) {
4264                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4265                 /* Put 'current' back into the tree. */
4266                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4267                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4268                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4269         }
4270         cfs_rq->curr = NULL;
4271 }
4272
4273 static void
4274 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4275 {
4276         /*
4277          * Update run-time statistics of the 'current'.
4278          */
4279         update_curr(cfs_rq);
4280
4281         /*
4282          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4283          */
4284         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4285         update_cfs_group(curr);
4286
4287 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4288         /*
4289          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4290          * validating it and just reschedule.
4291          */
4292         if (queued) {
4293                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4294                 return;
4295         }
4296         /*
4297          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4298          */
4299         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4300                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4301                 return;
4302 #endif
4303
4304         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4305                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4306 }
4307
4308
4309 /**************************************************
4310  * CFS bandwidth control machinery
4311  */
4312
4313 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4314
4315 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4316 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4317
4318 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4319 {
4320         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4321 }
4322
4323 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4324 {
4325         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4326 }
4327
4328 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4329 {
4330         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4331 }
4332 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4333 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4334 {
4335         return true;
4336 }
4337
4338 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4339 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4340 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4341
4342 /*
4343  * default period for cfs group bandwidth.
4344  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4345  */
4346 static inline u64 default_cfs_period(void)
4347 {
4348         return 100000000ULL;
4349 }
4350
4351 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4352 {
4353         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4354 }
4355
4356 /*
4357  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
4358  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
4359  * additional synchronization around rq->lock.
4360  *
4361  * requires cfs_b->lock
4362  */
4363 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4364 {
4365         u64 now;
4366
4367         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4368                 return;
4369
4370         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
4371         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4372 }
4373
4374 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4375 {
4376         return &tg->cfs_bandwidth;
4377 }
4378
4379 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
4380 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4381 {
4382         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
4383                 return cfs_rq->throttled_clock_task - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4384
4385         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4386 }
4387
4388 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4389 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4390 {
4391         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
4392         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
4393         u64 amount = 0, min_amount;
4394
4395         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4396         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
4397
4398         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4399         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4400                 amount = min_amount;
4401         else {
4402                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4403
4404                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4405                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4406                         cfs_b->runtime -= amount;
4407                         cfs_b->idle = 0;
4408                 }
4409         }
4410         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4411
4412         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4413
4414         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4415 }
4416
4417 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4418 {
4419         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4420         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4421
4422         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4423                 return;
4424
4425         /*
4426          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4427          * hierarchy can be throttled
4428          */
4429         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4430                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4431 }
4432
4433 static __always_inline
4434 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4435 {
4436         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4437                 return;
4438
4439         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4440 }
4441
4442 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4443 {
4444         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4445 }
4446
4447 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4448 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4449 {
4450         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4451 }
4452
4453 /*
4454  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4455  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4456  * load-balance operations.
4457  */
4458 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4459                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4460 {
4461         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4462
4463         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4464         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4465
4466         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4467                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4468 }
4469
4470 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4471 {
4472         struct rq *rq = data;
4473         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4474
4475         cfs_rq->throttle_count--;
4476         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4477                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
4478                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4479                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4480
4481                 /* Add cfs_rq with already running entity in the list */
4482                 if (cfs_rq->nr_running >= 1)
4483                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4484         }
4485
4486         return 0;
4487 }
4488
4489 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4490 {
4491         struct rq *rq = data;
4492         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4493
4494         /* group is entering throttled state, stop time */
4495         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4496                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4497                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4498         }
4499         cfs_rq->throttle_count++;
4500
4501         return 0;
4502 }
4503
4504 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4505 {
4506         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4507         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4508         struct sched_entity *se;
4509         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4510         bool empty;
4511
4512         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4513
4514         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4515         rcu_read_lock();
4516         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4517         rcu_read_unlock();
4518
4519         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4520         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4521         for_each_sched_entity(se) {
4522                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4523                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4524                 if (!se->on_rq)
4525                         break;
4526
4527                 if (dequeue)
4528                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4529                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4530                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4531
4532                 if (qcfs_rq->load.weight)
4533                         dequeue = 0;
4534         }
4535
4536         if (!se)
4537                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4538
4539         cfs_rq->throttled = 1;
4540         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4541         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4542         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4543
4544         /*
4545          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
4546          * distribute_cfs_runtime will not see us. If disribute_cfs_runtime is
4547          * not running add to the tail so that later runqueues don't get starved.
4548          */
4549         if (cfs_b->distribute_running)
4550                 list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4551         else
4552                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4553
4554         /*
4555          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
4556          * timer is running.
4557          */
4558         if (empty)
4559                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4560
4561         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4562 }
4563
4564 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4565 {
4566         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4567         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4568         struct sched_entity *se;
4569         int enqueue = 1;
4570         long task_delta, idle_task_delta;
4571
4572         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4573
4574         cfs_rq->throttled = 0;
4575
4576         update_rq_clock(rq);
4577
4578         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4579         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4580         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4581         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4582
4583         /* update hierarchical throttle state */
4584         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4585
4586         if (!cfs_rq->load.weight)
4587                 return;
4588
4589         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4590         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4591         for_each_sched_entity(se) {
4592                 if (se->on_rq)
4593                         enqueue = 0;
4594
4595                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4596                 if (enqueue)
4597                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4598                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4599                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4600
4601                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4602                         break;
4603         }
4604
4605         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
4606
4607         if (!se)
4608                 add_nr_running(rq, task_delta);
4609
4610         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4611         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4612                 resched_curr(rq);
4613 }
4614
4615 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 remaining)
4616 {
4617         struct cfs_rq *cfs_rq;
4618         u64 runtime;
4619         u64 starting_runtime = remaining;
4620
4621         rcu_read_lock();
4622         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4623                                 throttled_list) {
4624                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4625                 struct rq_flags rf;
4626
4627                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
4628                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4629                         goto next;
4630
4631                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4632                 if (runtime > remaining)
4633                         runtime = remaining;
4634                 remaining -= runtime;
4635
4636                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4637
4638                 /* we check whether we're throttled above */
4639                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4640                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4641
4642 next:
4643                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
4644
4645                 if (!remaining)
4646                         break;
4647         }
4648         rcu_read_unlock();
4649
4650         return starting_runtime - remaining;
4651 }
4652
4653 /*
4654  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4655  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4656  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4657  * used to track this state.
4658  */
4659 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
4660 {
4661         u64 runtime;
4662         int throttled;
4663
4664         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4665         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4666                 goto out_deactivate;
4667
4668         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4669         cfs_b->nr_periods += overrun;
4670
4671         /*
4672          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4673          * we're going inactive then everything else can be deferred
4674          */
4675         if (cfs_b->idle && !throttled)
4676                 goto out_deactivate;
4677
4678         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4679
4680         if (!throttled) {
4681                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4682                 cfs_b->idle = 1;
4683                 return 0;
4684         }
4685
4686         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4687         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4688
4689         /*
4690          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4691          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4692          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4693          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4694          * only by limited amounts in that extreme case.
4695          */
4696         while (throttled && cfs_b->runtime > 0 && !cfs_b->distribute_running) {
4697                 runtime = cfs_b->runtime;
4698                 cfs_b->distribute_running = 1;
4699                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4700                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4701                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime);
4702                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4703
4704                 cfs_b->distribute_running = 0;
4705                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4706
4707                 lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4708         }
4709
4710         /*
4711          * While we are ensured activity in the period following an
4712          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4713          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4714          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4715          */
4716         cfs_b->idle = 0;
4717
4718         return 0;
4719
4720 out_deactivate:
4721         return 1;
4722 }
4723
4724 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4725 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4726 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4727 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4728 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4729 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4730
4731 /*
4732  * Are we near the end of the current quota period?
4733  *
4734  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4735  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4736  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4737  */
4738 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4739 {
4740         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4741         u64 remaining;
4742
4743         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4744         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4745                 return 1;
4746
4747         /* is a quota refresh about to occur? */
4748         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4749         if (remaining < min_expire)
4750                 return 1;
4751
4752         return 0;
4753 }
4754
4755 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4756 {
4757         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4758
4759         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4760         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4761                 return;
4762
4763         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
4764         if (cfs_b->slack_started)
4765                 return;
4766         cfs_b->slack_started = true;
4767
4768         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4769                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4770                         HRTIMER_MODE_REL);
4771 }
4772
4773 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4774 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4775 {
4776         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4777         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4778
4779         if (slack_runtime <= 0)
4780                 return;
4781
4782         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4783         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
4784                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4785
4786                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4787                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4788                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4789                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4790         }
4791         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4792
4793         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4794         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4795 }
4796
4797 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4798 {
4799         if (!cfs_bandwidth_used())
4800                 return;
4801
4802         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4803                 return;
4804
4805         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4806 }
4807
4808 /*
4809  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4810  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4811  */
4812 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4813 {
4814         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4815         unsigned long flags;
4816
4817         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4818         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4819         cfs_b->slack_started = false;
4820         if (cfs_b->distribute_running) {
4821                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4822                 return;
4823         }
4824
4825         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4826                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4827                 return;
4828         }
4829
4830         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4831                 runtime = cfs_b->runtime;
4832
4833         if (runtime)
4834                 cfs_b->distribute_running = 1;
4835
4836         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4837
4838         if (!runtime)
4839                 return;
4840
4841         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime);
4842
4843         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4844         lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4845         cfs_b->distribute_running = 0;
4846         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4847 }
4848
4849 /*
4850  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4851  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4852  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4853  */
4854 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4855 {
4856         if (!cfs_bandwidth_used())
4857                 return;
4858
4859         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4860         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4861                 return;
4862
4863         /* ensure the group is not already throttled */
4864         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4865                 return;
4866
4867         /* update runtime allocation */
4868         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4869         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4870                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4871 }
4872
4873 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
4874 {
4875         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
4876
4877         if (!cfs_bandwidth_used())
4878                 return;
4879
4880         if (!tg->parent)
4881                 return;
4882
4883         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4884         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
4885
4886         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4887         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
4888 }
4889
4890 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4891 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4892 {
4893         if (!cfs_bandwidth_used())
4894                 return false;
4895
4896         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4897                 return false;
4898
4899         /*
4900          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4901          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4902          */
4903         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4904                 return true;
4905
4906         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4907         return true;
4908 }
4909
4910 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4911 {
4912         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4913                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4914
4915         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4916
4917         return HRTIMER_NORESTART;
4918 }
4919
4920 extern const u64 max_cfs_quota_period;
4921
4922 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4923 {
4924         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4925                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4926         unsigned long flags;
4927         int overrun;
4928         int idle = 0;
4929         int count = 0;
4930
4931         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4932         for (;;) {
4933                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4934                 if (!overrun)
4935                         break;
4936
4937                 if (++count > 3) {
4938                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
4939
4940                         new = (old * 147) / 128; /* ~115% */
4941                         new = min(new, max_cfs_quota_period);
4942
4943                         cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
4944
4945                         /* since max is 1s, this is limited to 1e9^2, which fits in u64 */
4946                         cfs_b->quota *= new;
4947                         cfs_b->quota = div64_u64(cfs_b->quota, old);
4948
4949                         pr_warn_ratelimited(
4950         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
4951                                 smp_processor_id(),
4952                                 div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
4953                                 div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
4954
4955                         /* reset count so we don't come right back in here */
4956                         count = 0;
4957                 }
4958
4959                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
4960         }
4961         if (idle)
4962                 cfs_b->period_active = 0;
4963         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4964
4965         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4966 }
4967
4968 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4969 {
4970         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4971         cfs_b->runtime = 0;
4972         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4973         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4974
4975         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4976         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4977         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4978         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4979         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4980         cfs_b->distribute_running = 0;
4981         cfs_b->slack_started = false;
4982 }
4983
4984 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4985 {
4986         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4987         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4988 }
4989
4990 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4991 {
4992         u64 overrun;
4993
4994         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4995
4996         if (cfs_b->period_active)
4997                 return;
4998
4999         cfs_b->period_active = 1;
5000         overrun = hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5001         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5002 }
5003
5004 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5005 {
5006         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5007         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5008                 return;
5009
5010         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5011         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5012 }
5013
5014 /*
5015  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5016  *
5017  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5018  * bits doesn't do much.
5019  */
5020
5021 /* cpu online calback */
5022 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5023 {
5024         struct task_group *tg;
5025
5026         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5027
5028         rcu_read_lock();
5029         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5030                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5031                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5032
5033                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5034                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5035                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5036         }
5037         rcu_read_unlock();
5038 }
5039
5040 /* cpu offline callback */
5041 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5042 {
5043         struct task_group *tg;
5044
5045         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5046
5047         rcu_read_lock();
5048         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5049                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5050
5051                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5052                         continue;
5053
5054                 /*
5055                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5056                  * there's some valid quota amount
5057                  */
5058                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5059                 /*
5060                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5061                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5062                  */
5063                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5064
5065                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5066                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5067         }
5068         rcu_read_unlock();
5069 }
5070
5071 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5072
5073 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5074 {
5075         return false;
5076 }
5077
5078 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
5079 {
5080         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
5081 }
5082
5083 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5084 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5085 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5086 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5087 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5088
5089 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5090 {
5091         return 0;
5092 }
5093
5094 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5095 {
5096         return 0;
5097 }
5098
5099 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5100                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5101 {
5102         return 0;
5103 }
5104
5105 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5106
5107 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5108 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5109 #endif
5110
5111 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5112 {
5113         return NULL;
5114 }
5115 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5116 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5117 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5118
5119 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5120
5121 /**************************************************
5122  * CFS operations on tasks:
5123  */
5124
5125 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5126 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5127 {
5128         struct sched_entity *se = &p->se;
5129         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5130
5131         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5132
5133         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5134                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5135                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5136                 s64 delta = slice - ran;
5137
5138                 if (delta < 0) {
5139                         if (rq->curr == p)
5140                                 resched_curr(rq);
5141                         return;
5142                 }
5143                 hrtick_start(rq, delta);
5144         }
5145 }
5146
5147 /*
5148  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5149  * current task is from our class and nr_running is low enough
5150  * to matter.
5151  */
5152 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5153 {
5154         struct task_struct *curr = rq->curr;
5155
5156         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5157                 return;
5158
5159         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5160                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5161 }
5162 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5163 static inline void
5164 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5165 {
5166 }
5167
5168 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5169 {
5170 }
5171 #endif
5172
5173 #ifdef CONFIG_SMP
5174 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5175
5176 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5177 {
5178         return !fits_capacity(cpu_util(cpu), capacity_of(cpu));
5179 }
5180
5181 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5182 {
5183         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5184                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5185                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5186         }
5187 }
5188 #else
5189 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5190 #endif
5191
5192 /*
5193  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5194  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5195  * then put the task into the rbtree:
5196  */
5197 static void
5198 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5199 {
5200         struct cfs_rq *cfs_rq;
5201         struct sched_entity *se = &p->se;
5202         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5203
5204         /*
5205          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5206          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5207          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5208          * estimated utilization, before we update schedutil.
5209          */
5210         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5211
5212         /*
5213          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5214          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5215          * passed.
5216          */
5217         if (p->in_iowait)
5218                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5219
5220         for_each_sched_entity(se) {
5221                 if (se->on_rq)
5222                         break;
5223                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5224                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5225
5226                 /*
5227                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5228                  *
5229                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5230                  * post the final h_nr_running increment below.
5231                  */
5232                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5233                         break;
5234                 cfs_rq->h_nr_running++;
5235                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5236
5237                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5238         }
5239
5240         for_each_sched_entity(se) {
5241                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5242                 cfs_rq->h_nr_running++;
5243                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5244
5245                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5246                         break;
5247
5248                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5249                 update_cfs_group(se);
5250         }
5251
5252         if (!se) {
5253                 add_nr_running(rq, 1);
5254                 /*
5255                  * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5256                  * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5257                  * ability to cross the overutilized threshold, which will
5258                  * result in the load balancer ruining all the task placement
5259                  * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5260                  * for the first enqueue operation of new tasks during the
5261                  * overutilized flag detection.
5262                  *
5263                  * A better way of solving this problem would be to wait for
5264                  * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5265                  * into account, but that is not straightforward to implement,
5266                  * and the following generally works well enough in practice.
5267                  */
5268                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
5269                         update_overutilized_status(rq);
5270
5271         }
5272
5273         if (cfs_bandwidth_used()) {
5274                 /*
5275                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5276                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5277                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5278                  * below.
5279                  */
5280                 for_each_sched_entity(se) {
5281                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5282
5283                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5284                                 break;
5285                 }
5286         }
5287
5288         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5289
5290         hrtick_update(rq);
5291 }
5292
5293 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5294
5295 /*
5296  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5297  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5298  * update the fair scheduling stats:
5299  */
5300 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5301 {
5302         struct cfs_rq *cfs_rq;
5303         struct sched_entity *se = &p->se;
5304         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5305         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5306
5307         for_each_sched_entity(se) {
5308                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5309                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5310
5311                 /*
5312                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5313                  *
5314                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5315                  * post the final h_nr_running decrement below.
5316                 */
5317                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5318                         break;
5319                 cfs_rq->h_nr_running--;
5320                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5321
5322                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5323                 if (cfs_rq->load.weight) {
5324                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5325                         se = parent_entity(se);
5326                         /*
5327                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5328                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5329                          */
5330                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5331                                 set_next_buddy(se);
5332                         break;
5333                 }
5334                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5335         }
5336
5337         for_each_sched_entity(se) {
5338                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5339                 cfs_rq->h_nr_running--;
5340                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5341
5342                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5343                         break;
5344
5345                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5346                 update_cfs_group(se);
5347         }
5348
5349         if (!se)
5350                 sub_nr_running(rq, 1);
5351
5352         util_est_dequeue(&rq->cfs, p, task_sleep);
5353         hrtick_update(rq);
5354 }
5355
5356 #ifdef CONFIG_SMP
5357
5358 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5359 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5360 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5361
5362 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5363
5364 static struct {
5365         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5366         atomic_t nr_cpus;
5367         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5368         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5369         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5370 } nohz ____cacheline_aligned;
5371
5372 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5373
5374 /* CPU only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5375 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5376 {
5377         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5378
5379         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5380                         rq->nr_running);
5381 }
5382
5383 static unsigned long cpu_runnable_load(struct rq *rq)
5384 {
5385         return cfs_rq_runnable_load_avg(&rq->cfs);
5386 }
5387
5388 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5389 {
5390         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5391 }
5392
5393 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
5394 {
5395         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5396         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
5397         unsigned long load_avg = cpu_runnable_load(rq);
5398
5399         if (nr_running)
5400                 return load_avg / nr_running;
5401
5402         return 0;
5403 }
5404
5405 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5406 {
5407         /*
5408          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5409          * jiffy will not have built up many flips.
5410          */
5411         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5412                 current->wakee_flips >>= 1;
5413                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5414         }
5415
5416         if (current->last_wakee != p) {
5417                 current->last_wakee = p;
5418                 current->wakee_flips++;
5419         }
5420 }
5421
5422 /*
5423  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5424  *
5425  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5426  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5427  *
5428  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5429  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5430  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5431  *
5432  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5433  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5434  *
5435  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5436  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5437  * socket size.
5438  */
5439 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5440 {
5441         unsigned int master = current->wakee_flips;
5442         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5443         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5444
5445         if (master < slave)
5446                 swap(master, slave);
5447         if (slave < factor || master < slave * factor)
5448                 return 0;
5449         return 1;
5450 }
5451
5452 /*
5453  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5454  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5455  * CPU.
5456  *
5457  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5458  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5459  *
5460  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5461  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5462  *                        for the overloaded case.
5463  */
5464 static int
5465 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5466 {
5467         /*
5468          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5469          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5470          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5471          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5472          *
5473          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5474          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5475          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5476          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5477          * on one CPU.
5478          */
5479         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5480                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5481
5482         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5483                 return this_cpu;
5484
5485         return nr_cpumask_bits;
5486 }
5487
5488 static int
5489 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5490                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5491 {
5492         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5493         unsigned long task_load;
5494
5495         this_eff_load = cpu_runnable_load(cpu_rq(this_cpu));
5496
5497         if (sync) {
5498                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5499
5500                 if (current_load > this_eff_load)
5501                         return this_cpu;
5502
5503                 this_eff_load -= current_load;
5504         }
5505
5506         task_load = task_h_load(p);
5507
5508         this_eff_load += task_load;
5509         if (sched_feat(WA_BIAS))
5510                 this_eff_load *= 100;
5511         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5512
5513         prev_eff_load = cpu_runnable_load(cpu_rq(prev_cpu));
5514         prev_eff_load -= task_load;
5515         if (sched_feat(WA_BIAS))
5516                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5517         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5518
5519         /*
5520          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5521          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5522          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5523          * idle.
5524          */
5525         if (sync)
5526                 prev_eff_load += 1;
5527
5528         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5529 }
5530
5531 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5532                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5533 {
5534         int target = nr_cpumask_bits;
5535
5536         if (sched_feat(WA_IDLE))
5537                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5538
5539         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5540                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5541
5542         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5543         if (target == nr_cpumask_bits)
5544                 return prev_cpu;
5545
5546         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5547         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5548         return target;
5549 }
5550
5551 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p);
5552
5553 static unsigned long capacity_spare_without(int cpu, struct task_struct *p)
5554 {
5555         return max_t(long, capacity_of(cpu) - cpu_util_without(cpu, p), 0);
5556 }
5557
5558 /*
5559  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5560  * domain.
5561  *
5562  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
5563  */
5564 static struct sched_group *
5565 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5566                   int this_cpu, int sd_flag)
5567 {
5568         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5569         struct sched_group *most_spare_sg = NULL;
5570         unsigned long min_runnable_load = ULONG_MAX;
5571         unsigned long this_runnable_load = ULONG_MAX;
5572         unsigned long min_avg_load = ULONG_MAX, this_avg_load = ULONG_MAX;
5573         unsigned long most_spare = 0, this_spare = 0;
5574         int imbalance_scale = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5575         unsigned long imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
5576                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
5577
5578         do {
5579                 unsigned long load, avg_load, runnable_load;
5580                 unsigned long spare_cap, max_spare_cap;
5581                 int local_group;
5582                 int i;
5583
5584                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5585                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
5586                                         p->cpus_ptr))
5587                         continue;
5588
5589                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5590                                                sched_group_span(group));
5591
5592                 /*
5593                  * Tally up the load of all CPUs in the group and find
5594                  * the group containing the CPU with most spare capacity.
5595                  */
5596                 avg_load = 0;
5597                 runnable_load = 0;
5598                 max_spare_cap = 0;
5599
5600                 for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
5601                         load = cpu_runnable_load(cpu_rq(i));
5602                         runnable_load += load;
5603
5604                         avg_load += cfs_rq_load_avg(&cpu_rq(i)->cfs);
5605
5606                         spare_cap = capacity_spare_without(i, p);
5607
5608                         if (spare_cap > max_spare_cap)
5609                                 max_spare_cap = spare_cap;
5610                 }
5611
5612                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5613                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5614                                         group->sgc->capacity;
5615                 runnable_load = (runnable_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5616                                         group->sgc->capacity;
5617
5618                 if (local_group) {
5619                         this_runnable_load = runnable_load;
5620                         this_avg_load = avg_load;
5621                         this_spare = max_spare_cap;
5622                 } else {
5623                         if (min_runnable_load > (runnable_load + imbalance)) {
5624                                 /*
5625                                  * The runnable load is significantly smaller
5626                                  * so we can pick this new CPU:
5627                                  */
5628                                 min_runnable_load = runnable_load;
5629                                 min_avg_load = avg_load;
5630                                 idlest = group;
5631                         } else if ((runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5632                                    (100*min_avg_load > imbalance_scale*avg_load)) {
5633                                 /*
5634                                  * The runnable loads are close so take the
5635                                  * blocked load into account through avg_load:
5636                                  */
5637                                 min_avg_load = avg_load;
5638                                 idlest = group;
5639                         }
5640
5641                         if (most_spare < max_spare_cap) {
5642                                 most_spare = max_spare_cap;
5643                                 most_spare_sg = group;
5644                         }
5645                 }
5646         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5647
5648         /*
5649          * The cross-over point between using spare capacity or least load
5650          * is too conservative for high utilization tasks on partially
5651          * utilized systems if we require spare_capacity > task_util(p),
5652          * so we allow for some task stuffing by using
5653          * spare_capacity > task_util(p)/2.
5654          *
5655          * Spare capacity can't be used for fork because the utilization has
5656          * not been set yet, we must first select a rq to compute the initial
5657          * utilization.
5658          */
5659         if (sd_flag & SD_BALANCE_FORK)
5660                 goto skip_spare;
5661
5662         if (this_spare > task_util(p) / 2 &&
5663             imbalance_scale*this_spare > 100*most_spare)
5664                 return NULL;
5665
5666         if (most_spare > task_util(p) / 2)
5667                 return most_spare_sg;
5668
5669 skip_spare:
5670         if (!idlest)
5671                 return NULL;
5672
5673         /*
5674          * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for the
5675          * local domain to be very lightly loaded relative to the remote
5676          * domains but "imbalance" skews the comparison making remote CPUs
5677          * look much more favourable. When considering cross-domain, add
5678          * imbalance to the runnable load on the remote node and consider
5679          * staying local.
5680          */
5681         if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
5682             min_runnable_load + imbalance >= this_runnable_load)
5683                 return NULL;
5684
5685         if (min_runnable_load > (this_runnable_load + imbalance))
5686                 return NULL;
5687
5688         if ((this_runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5689              (100*this_avg_load < imbalance_scale*min_avg_load))
5690                 return NULL;
5691
5692         return idlest;
5693 }
5694
5695 /*
5696  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5697  */
5698 static int
5699 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5700 {
5701         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5702         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5703         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5704         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5705         int shallowest_idle_cpu = -1, si_cpu = -1;
5706         int i;
5707
5708         /* Check if we have any choice: */
5709         if (group->group_weight == 1)
5710                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5711
5712         /* Traverse only the allowed CPUs */
5713         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
5714                 if (available_idle_cpu(i)) {
5715                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5716                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5717                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5718                                 /*
5719                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5720                                  * has the smallest exit latency irrespective
5721                                  * of any idle timestamp.
5722                                  */
5723                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5724                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5725                                 shallowest_idle_cpu = i;
5726                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5727                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5728                                 /*
5729                                  * If equal or no active idle state, then
5730                                  * the most recently idled CPU might have
5731                                  * a warmer cache.
5732                                  */
5733                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5734                                 shallowest_idle_cpu = i;
5735                         }
5736                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1 && si_cpu == -1) {
5737                         if (sched_idle_cpu(i)) {
5738                                 si_cpu = i;
5739                                 continue;
5740                         }
5741
5742                         load = cpu_runnable_load(cpu_rq(i));
5743                         if (load < min_load) {
5744                                 min_load = load;
5745                                 least_loaded_cpu = i;
5746                         }
5747                 }
5748         }
5749
5750         if (shallowest_idle_cpu != -1)
5751                 return shallowest_idle_cpu;
5752         if (si_cpu != -1)
5753                 return si_cpu;
5754         return least_loaded_cpu;
5755 }
5756
5757 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5758                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5759 {
5760         int new_cpu = cpu;
5761
5762         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
5763                 return prev_cpu;
5764
5765         /*
5766          * We need task's util for capacity_spare_without, sync it up to
5767          * prev_cpu's last_update_time.
5768          */
5769         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5770                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5771
5772         while (sd) {
5773                 struct sched_group *group;
5774                 struct sched_domain *tmp;
5775                 int weight;
5776
5777                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5778                         sd = sd->child;
5779                         continue;
5780                 }
5781
5782                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5783                 if (!group) {
5784                         sd = sd->child;
5785                         continue;
5786                 }
5787
5788                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
5789                 if (new_cpu == cpu) {
5790                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
5791                         sd = sd->child;
5792                         continue;
5793                 }
5794
5795                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
5796                 cpu = new_cpu;
5797                 weight = sd->span_weight;
5798                 sd = NULL;
5799                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5800                         if (weight <= tmp->span_weight)
5801                                 break;
5802                         if (tmp->flags & sd_flag)
5803                                 sd = tmp;
5804                 }
5805         }
5806
5807         return new_cpu;
5808 }
5809
5810 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5811 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5812 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
5813
5814 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
5815 {
5816         struct sched_domain_shared *sds;
5817
5818         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5819         if (sds)
5820                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
5821 }
5822
5823 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
5824 {
5825         struct sched_domain_shared *sds;
5826
5827         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5828         if (sds)
5829                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
5830
5831         return def;
5832 }
5833
5834 /*
5835  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
5836  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
5837  *
5838  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
5839  * state should be fairly cheap.
5840  */
5841 void __update_idle_core(struct rq *rq)
5842 {
5843         int core = cpu_of(rq);
5844         int cpu;
5845
5846         rcu_read_lock();
5847         if (test_idle_cores(core, true))
5848                 goto unlock;
5849
5850         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5851                 if (cpu == core)
5852                         continue;
5853
5854                 if (!available_idle_cpu(cpu))
5855                         goto unlock;
5856         }
5857
5858         set_idle_cores(core, 1);
5859 unlock:
5860         rcu_read_unlock();
5861 }
5862
5863 /*
5864  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
5865  * there are no idle cores left in the system; tracked through
5866  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
5867  */
5868 static int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5869 {
5870         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
5871         int core, cpu;
5872
5873         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5874                 return -1;
5875
5876         if (!test_idle_cores(target, false))
5877                 return -1;
5878
5879         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
5880
5881         for_each_cpu_wrap(core, cpus, target) {
5882                 bool idle = true;
5883
5884                 for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5885                         __cpumask_clear_cpu(cpu, cpus);
5886                         if (!available_idle_cpu(cpu))
5887                                 idle = false;
5888                 }
5889
5890                 if (idle)
5891                         return core;
5892         }
5893
5894         /*
5895          * Failed to find an idle core; stop looking for one.
5896          */
5897         set_idle_cores(target, 0);
5898
5899         return -1;
5900 }
5901
5902 /*
5903  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
5904  */
5905 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
5906 {
5907         int cpu, si_cpu = -1;
5908
5909         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5910                 return -1;
5911
5912         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
5913                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
5914                         continue;
5915                 if (available_idle_cpu(cpu))
5916                         return cpu;
5917                 if (si_cpu == -1 && sched_idle_cpu(cpu))
5918                         si_cpu = cpu;
5919         }
5920
5921         return si_cpu;
5922 }
5923
5924 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
5925
5926 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5927 {
5928         return -1;
5929 }
5930
5931 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
5932 {
5933         return -1;
5934 }
5935
5936 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
5937
5938 /*
5939  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
5940  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
5941  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
5942  */
5943 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5944 {
5945         struct sched_domain *this_sd;
5946         u64 avg_cost, avg_idle;
5947         u64 time, cost;
5948         s64 delta;
5949         int this = smp_processor_id();
5950         int cpu, nr = INT_MAX, si_cpu = -1;
5951
5952         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
5953         if (!this_sd)
5954                 return -1;
5955
5956         /*
5957          * Due to large variance we need a large fuzz factor; hackbench in
5958          * particularly is sensitive here.
5959          */
5960         avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
5961         avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
5962
5963         if (sched_feat(SIS_AVG_CPU) && avg_idle < avg_cost)
5964                 return -1;
5965
5966         if (sched_feat(SIS_PROP)) {
5967                 u64 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
5968                 if (span_avg > 4*avg_cost)
5969                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
5970                 else
5971                         nr = 4;
5972         }
5973
5974         time = cpu_clock(this);
5975
5976         for_each_cpu_wrap(cpu, sched_domain_span(sd), target) {
5977                 if (!--nr)
5978                         return si_cpu;
5979                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
5980                         continue;
5981                 if (available_idle_cpu(cpu))
5982                         break;
5983                 if (si_cpu == -1 && sched_idle_cpu(cpu))
5984                         si_cpu = cpu;
5985         }
5986
5987         time = cpu_clock(this) - time;
5988         cost = this_sd->avg_scan_cost;
5989         delta = (s64)(time - cost) / 8;
5990         this_sd->avg_scan_cost += delta;
5991
5992         return cpu;
5993 }
5994
5995 /*
5996  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
5997  */
5998 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
5999 {
6000         struct sched_domain *sd;
6001         int i, recent_used_cpu;
6002
6003         if (available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target))
6004                 return target;
6005
6006         /*
6007          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6008          */
6009         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
6010             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)))
6011                 return prev;
6012
6013         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6014         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6015         if (recent_used_cpu != prev &&
6016             recent_used_cpu != target &&
6017             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6018             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
6019             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr)) {
6020                 /*
6021                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6022                  * candidate for the next wake:
6023                  */
6024                 p->recent_used_cpu = prev;
6025                 return recent_used_cpu;
6026         }
6027
6028         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6029         if (!sd)
6030                 return target;
6031
6032         i = select_idle_core(p, sd, target);
6033         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6034                 return i;
6035
6036         i = select_idle_cpu(p, sd, target);
6037         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6038                 return i;
6039
6040         i = select_idle_smt(p, target);
6041         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6042                 return i;
6043
6044         return target;
6045 }
6046
6047 /**
6048  * Amount of capacity of a CPU that is (estimated to be) used by CFS tasks
6049  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6050  *
6051  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6052  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6053  * (ie cpu_capacity).
6054  *
6055  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6056  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6057  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6058  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6059  * (arch_scale_freq_capacity()).
6060  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6061  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6062  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6063  *
6064  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6065  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6066  * currently RUNNABLE on that CPU.
6067  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6068  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6069  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6070  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6071  *
6072  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6073  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6074  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6075  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6076  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6077  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6078  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6079  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6080  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6081  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6082  *
6083  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6084  */
6085 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6086 {
6087         struct cfs_rq *cfs_rq;
6088         unsigned int util;
6089
6090         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6091         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6092
6093         if (sched_feat(UTIL_EST))
6094                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6095
6096         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6097 }
6098
6099 /*
6100  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6101  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6102  * @p: the task which utilization should be discounted
6103  *
6104  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6105  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6106  * execution on that CPU.
6107  *
6108  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6109  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6110  * contributing to the CPU utilization.
6111  */
6112 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6113 {
6114         struct cfs_rq *cfs_rq;
6115         unsigned int util;
6116
6117         /* Task has no contribution or is new */
6118         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6119                 return cpu_util(cpu);
6120
6121         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6122         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6123
6124         /* Discount task's util from CPU's util */
6125         lsub_positive(&util, task_util(p));
6126
6127         /*
6128          * Covered cases:
6129          *
6130          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6131          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6132          *    and thus we return:
6133          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6134          *
6135          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6136          *    IDLE, then:
6137          *      cpu_util >= task_util
6138          *      cpu_util > util_est (== 0)
6139          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6140          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6141          *
6142          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6143          *      util_est > cpu_util
6144          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6145          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6146          *    considering the expected utilization of tasks already
6147          *    runnable on that CPU.
6148          *
6149          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6150          * covered by the following code when estimated utilization is
6151          * enabled.
6152          */
6153         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6154                 unsigned int estimated =
6155                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6156
6157                 /*
6158                  * Despite the following checks we still have a small window
6159                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6160                  * races with LB's detach_task():
6161                  *
6162                  *   detach_task()
6163                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6164                  *     ---------------------------------- A
6165                  *     deactivate_task()                   \
6166                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6167                  *         util_est_dequeue()              /
6168                  *     ---------------------------------- B
6169                  *
6170                  * The additional check on "current == p" it's required to
6171                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6172                  * reducing the chances for the above race.
6173                  */
6174                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6175                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6176
6177                 util = max(util, estimated);
6178         }
6179
6180         /*
6181          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6182          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6183          * the cpu_util call.
6184          */
6185         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6186 }
6187
6188 /*
6189  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
6190  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
6191  *
6192  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
6193  * BALANCE_WAKE sort things out.
6194  */
6195 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
6196 {
6197         long min_cap, max_cap;
6198
6199         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6200                 return 0;
6201
6202         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
6203         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
6204
6205         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
6206         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
6207                 return 0;
6208
6209         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
6210         sync_entity_load_avg(&p->se);
6211
6212         return !task_fits_capacity(p, min_cap);
6213 }
6214
6215 /*
6216  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6217  * to @dst_cpu.
6218  */
6219 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6220 {
6221         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6222         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6223
6224         /*
6225          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6226          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6227          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6228          * util_avg should already be correct.
6229          */
6230         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6231                 sub_positive(&util, task_util(p));
6232         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6233                 util += task_util(p);
6234
6235         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6236                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6237
6238                 /*
6239                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6240                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6241                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6242                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6243                  */
6244                 if (dst_cpu == cpu)
6245                         util_est += _task_util_est(p);
6246
6247                 util = max(util, util_est);
6248         }
6249
6250         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6251 }
6252
6253 /*
6254  * compute_energy(): Estimates the energy that @pd would consume if @p was
6255  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6256  * landscape of @pd's CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6257  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6258  * task.
6259  */
6260 static long
6261 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6262 {
6263         struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6264         unsigned long cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6265         unsigned long max_util = 0, sum_util = 0;
6266         int cpu;
6267
6268         /*
6269          * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by CPUs
6270          * of another rd if they belong to the same pd. So, account for the
6271          * utilization of these CPUs too by masking pd with cpu_online_mask
6272          * instead of the rd span.
6273          *
6274          * If an entire pd is outside of the current rd, it will not appear in
6275          * its pd list and will not be accounted by compute_energy().
6276          */
6277         for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6278                 unsigned long cpu_util, util_cfs = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6279                 struct task_struct *tsk = cpu == dst_cpu ? p : NULL;
6280
6281                 /*
6282                  * Busy time computation: utilization clamping is not
6283                  * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6284                  * is already enough to scale the EM reported power
6285                  * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6286                  */
6287                 sum_util += schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6288                                                ENERGY_UTIL, NULL);
6289
6290                 /*
6291                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6292                  * must be considered since it affects the selection
6293                  * of the performance domain frequency.
6294                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6295                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6296                  */
6297                 cpu_util = schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6298                                               FREQUENCY_UTIL, tsk);
6299                 max_util = max(max_util, cpu_util);
6300         }
6301
6302         return em_pd_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util);
6303 }
6304
6305 /*
6306  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6307  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6308  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6309  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6310  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6311  *
6312  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6313  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6314  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6315  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6316  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6317  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6318  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6319  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6320  * the best candidates of the performance domain.
6321  *
6322  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6323  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6324  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6325  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6326  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6327  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6328  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6329  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6330  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6331  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6332  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6333  *
6334  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6335  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6336  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6337  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6338  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6339  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6340  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6341  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6342  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6343  */
6344 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6345 {
6346         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6347         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6348         unsigned long cpu_cap, util, base_energy = 0;
6349         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu;
6350         struct sched_domain *sd;
6351         struct perf_domain *pd;
6352
6353         rcu_read_lock();
6354         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6355         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6356                 goto fail;
6357
6358         /*
6359          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6360          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6361          */
6362         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6363         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6364                 sd = sd->parent;
6365         if (!sd)
6366                 goto fail;
6367
6368         sync_entity_load_avg(&p->se);
6369         if (!task_util_est(p))
6370                 goto unlock;
6371
6372         for (; pd; pd = pd->next) {
6373                 unsigned long cur_delta, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6374                 unsigned long base_energy_pd;
6375                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6376
6377                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
6378                 base_energy_pd = compute_energy(p, -1, pd);
6379                 base_energy += base_energy_pd;
6380
6381                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6382                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6383                                 continue;
6384
6385                         /* Skip CPUs that will be overutilized. */
6386                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6387                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6388                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6389                                 continue;
6390
6391                         /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6392                         if (cpu == prev_cpu) {
6393                                 prev_delta = compute_energy(p, prev_cpu, pd);
6394                                 prev_delta -= base_energy_pd;
6395                                 best_delta = min(best_delta, prev_delta);
6396                         }
6397
6398                         /*
6399                          * Find the CPU with the maximum spare capacity in
6400                          * the performance domain
6401                          */
6402                         spare_cap = cpu_cap - util;
6403                         if (spare_cap > max_spare_cap) {
6404                                 max_spare_cap = spare_cap;
6405                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6406                         }
6407                 }
6408
6409                 /* Evaluate the energy impact of using this CPU. */
6410                 if (max_spare_cap_cpu >= 0) {
6411                         cur_delta = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, pd);
6412                         cur_delta -= base_energy_pd;
6413                         if (cur_delta < best_delta) {
6414                                 best_delta = cur_delta;
6415                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6416                         }
6417                 }
6418         }
6419 unlock:
6420         rcu_read_unlock();
6421
6422         /*
6423          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6424          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6425          */
6426         if (prev_delta == ULONG_MAX)
6427                 return best_energy_cpu;
6428
6429         if ((prev_delta - best_delta) > ((prev_delta + base_energy) >> 4))
6430                 return best_energy_cpu;
6431
6432         return prev_cpu;
6433
6434 fail:
6435         rcu_read_unlock();
6436
6437         return -1;
6438 }
6439
6440 /*
6441  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6442  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6443  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6444  *
6445  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6446  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6447  *
6448  * Returns the target CPU number.
6449  *
6450  * preempt must be disabled.
6451  */
6452 static int
6453 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6454 {
6455         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6456         int cpu = smp_processor_id();
6457         int new_cpu = prev_cpu;
6458         int want_affine = 0;
6459         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6460
6461         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
6462                 record_wakee(p);
6463
6464                 if (sched_energy_enabled()) {
6465                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6466                         if (new_cpu >= 0)
6467                                 return new_cpu;
6468                         new_cpu = prev_cpu;
6469                 }
6470
6471                 want_affine = !wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu) &&
6472                               cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
6473         }
6474
6475         rcu_read_lock();
6476         for_each_domain(cpu, tmp) {
6477                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6478                         break;
6479
6480                 /*
6481                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6482                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6483                  */
6484                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6485                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6486                         if (cpu != prev_cpu)
6487                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6488
6489                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6490                         break;
6491                 }
6492
6493                 if (tmp->flags & sd_flag)
6494                         sd = tmp;
6495                 else if (!want_affine)
6496                         break;
6497         }
6498
6499         if (unlikely(sd)) {
6500                 /* Slow path */
6501                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6502         } else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) { /* XXX always ? */
6503                 /* Fast path */
6504
6505                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6506
6507                 if (want_affine)
6508                         current->recent_used_cpu = cpu;
6509         }
6510         rcu_read_unlock();
6511
6512         return new_cpu;
6513 }
6514
6515 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6516
6517 /*
6518  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6519  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6520  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6521  */
6522 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6523 {
6524         /*
6525          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6526          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6527          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6528          * the task on the new runqueue.
6529          */
6530         if (p->state == TASK_WAKING) {
6531                 struct sched_entity *se = &p->se;
6532                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6533                 u64 min_vruntime;
6534
6535 #ifndef CONFIG_64BIT
6536                 u64 min_vruntime_copy;
6537
6538                 do {
6539                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6540                         smp_rmb();
6541                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6542                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6543 #else
6544                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6545 #endif
6546
6547                 se->vruntime -= min_vruntime;
6548         }
6549
6550         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6551                 /*
6552                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6553                  * rq->lock and can modify state directly.
6554                  */
6555                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6556                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6557
6558         } else {
6559                 /*
6560                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6561                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6562                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6563                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6564                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6565                  * sounds not bad.
6566                  */
6567                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6568         }
6569
6570         /* Tell new CPU we are migrated */
6571         p->se.avg.last_update_time = 0;
6572
6573         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6574         p->se.exec_start = 0;
6575
6576         update_scan_period(p, new_cpu);
6577 }
6578
6579 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6580 {
6581         remove_entity_load_avg(&p->se);
6582 }
6583 #endif /* CONFIG_SMP */
6584
6585 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6586 {
6587         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6588
6589         /*
6590          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6591          * to virtual-time in his units.
6592          *
6593          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6594          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6595          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6596          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6597          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6598          *
6599          * This is especially important for buddies when the leftmost
6600          * task is higher priority than the buddy.
6601          */
6602         return calc_delta_fair(gran, se);
6603 }
6604
6605 /*
6606  * Should 'se' preempt 'curr'.
6607  *
6608  *             |s1
6609  *        |s2
6610  *   |s3
6611  *         g
6612  *      |<--->|c
6613  *
6614  *  w(c, s1) = -1
6615  *  w(c, s2) =  0
6616  *  w(c, s3) =  1
6617  *
6618  */
6619 static int
6620 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6621 {
6622         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6623
6624         if (vdiff <= 0)
6625                 return -1;
6626
6627         gran = wakeup_gran(se);
6628         if (vdiff > gran)
6629                 return 1;
6630
6631         return 0;
6632 }
6633
6634 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6635 {
6636         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6637                 return;
6638
6639         for_each_sched_entity(se) {
6640                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6641                         return;
6642                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6643         }
6644 }
6645
6646 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6647 {
6648         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6649                 return;
6650
6651         for_each_sched_entity(se) {
6652                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6653                         return;
6654                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6655         }
6656 }
6657
6658 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6659 {
6660         for_each_sched_entity(se)
6661                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6662 }
6663
6664 /*
6665  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6666  */
6667 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6668 {
6669         struct task_struct *curr = rq->curr;
6670         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6671         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6672         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6673         int next_buddy_marked = 0;
6674
6675         if (unlikely(se == pse))
6676                 return;
6677
6678         /*
6679          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6680          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6681          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6682          * next-buddy nomination below.
6683          */
6684         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6685                 return;
6686
6687         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6688                 set_next_buddy(pse);
6689                 next_buddy_marked = 1;
6690         }
6691
6692         /*
6693          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6694          * wake up path.
6695          *
6696          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6697          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6698          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6699          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6700          * below.
6701          */
6702         if (test_tsk_need_resched(curr))
6703                 return;
6704
6705         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6706         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
6707             likely(!task_has_idle_policy(p)))
6708                 goto preempt;
6709
6710         /*
6711          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6712          * is driven by the tick):
6713          */
6714         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6715                 return;
6716
6717         find_matching_se(&se, &pse);
6718         update_curr(cfs_rq_of(se));
6719         BUG_ON(!pse);
6720         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6721                 /*
6722                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6723                  * triggering this preemption.
6724                  */
6725                 if (!next_buddy_marked)
6726                         set_next_buddy(pse);
6727                 goto preempt;
6728         }
6729
6730         return;
6731
6732 preempt:
6733         resched_curr(rq);
6734         /*
6735          * Only set the backward buddy when the current task is still
6736          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6737          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6738          * point, either of which can * drop the rq lock.
6739          *
6740          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6741          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6742          */
6743         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6744                 return;
6745
6746         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6747                 set_last_buddy(se);
6748 }
6749
6750 static struct task_struct *
6751 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6752 {
6753         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6754         struct sched_entity *se;
6755         struct task_struct *p;
6756         int new_tasks;
6757
6758 again:
6759         if (!cfs_rq->nr_running)
6760                 goto idle;
6761
6762 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6763         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
6764                 goto simple;
6765
6766         /*
6767          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6768          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6769          *
6770          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6771          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6772          */
6773
6774         do {
6775                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6776
6777                 /*
6778                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6779                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6780                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6781                  * forget we've ever seen it.
6782                  */
6783                 if (curr) {
6784                         if (curr->on_rq)
6785                                 update_curr(cfs_rq);
6786                         else
6787                                 curr = NULL;
6788
6789                         /*
6790                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6791                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6792                          * Therefore the nr_running test will indeed
6793                          * be correct.
6794                          */
6795                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
6796                                 cfs_rq = &rq->cfs;
6797
6798                                 if (!cfs_rq->nr_running)
6799                                         goto idle;
6800
6801                                 goto simple;
6802                         }
6803                 }
6804
6805                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6806                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6807         } while (cfs_rq);
6808
6809         p = task_of(se);
6810
6811         /*
6812          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6813          * is a different task than we started out with, try and touch the
6814          * least amount of cfs_rqs.
6815          */
6816         if (prev != p) {
6817                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6818
6819                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6820                         int se_depth = se->depth;
6821                         int pse_depth = pse->depth;
6822
6823                         if (se_depth <= pse_depth) {
6824                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6825                                 pse = parent_entity(pse);
6826                         }
6827                         if (se_depth >= pse_depth) {
6828                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6829                                 se = parent_entity(se);
6830                         }
6831                 }
6832
6833                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6834                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6835         }
6836
6837         goto done;
6838 simple:
6839 #endif
6840         if (prev)
6841                 put_prev_task(rq, prev);
6842
6843         do {
6844                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6845                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6846                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6847         } while (cfs_rq);
6848
6849         p = task_of(se);
6850
6851 done: __maybe_unused;
6852 #ifdef CONFIG_SMP
6853         /*
6854          * Move the next running task to the front of
6855          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
6856          * one.
6857          */
6858         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
6859 #endif
6860
6861         if (hrtick_enabled(rq))
6862                 hrtick_start_fair(rq, p);
6863
6864         update_misfit_status(p, rq);
6865
6866         return p;
6867
6868 idle:
6869         if (!rf)
6870                 return NULL;
6871
6872         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
6873
6874         /*
6875          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6876          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6877          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6878          */
6879         if (new_tasks < 0)
6880                 return RETRY_TASK;
6881
6882         if (new_tasks > 0)
6883                 goto again;
6884
6885         /*
6886          * rq is about to be idle, check if we need to update the
6887          * lost_idle_time of clock_pelt
6888          */
6889         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
6890
6891         return NULL;
6892 }
6893
6894 /*
6895  * Account for a descheduled task:
6896  */
6897 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6898 {
6899         struct sched_entity *se = &prev->se;
6900         struct cfs_rq *cfs_rq;
6901
6902         for_each_sched_entity(se) {
6903                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6904                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6905         }
6906 }
6907
6908 /*
6909  * sched_yield() is very simple
6910  *
6911  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6912  */
6913 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6914 {
6915         struct task_struct *curr = rq->curr;
6916         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6917         struct sched_entity *se = &curr->se;
6918
6919         /*
6920          * Are we the only task in the tree?
6921          */
6922         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6923                 return;
6924
6925         clear_buddies(cfs_rq, se);
6926
6927         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6928                 update_rq_clock(rq);
6929                 /*
6930                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6931                  */
6932                 update_curr(cfs_rq);
6933                 /*
6934                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6935                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6936                  * and double the fastpath cost.
6937                  */
6938                 rq_clock_skip_update(rq);
6939         }
6940
6941         set_skip_buddy(se);
6942 }
6943
6944 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6945 {
6946         struct sched_entity *se = &p->se;
6947
6948         /* throttled hierarchies are not runnable */
6949         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6950                 return false;
6951
6952         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6953         set_next_buddy(se);
6954
6955         yield_task_fair(rq);
6956
6957         return true;
6958 }
6959
6960 #ifdef CONFIG_SMP
6961 /**************************************************
6962  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6963  *
6964  * BASICS
6965  *
6966  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6967  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6968  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6969  *
6970  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6971  *
6972  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
6973  * W_i,0 is defined as:
6974  *
6975  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6976  *
6977  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
6978  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
6979  *
6980  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6981  * weight:
6982  *
6983  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6984  *
6985  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
6986  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6987  * can also include other factors [XXX].
6988  *
6989  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6990  * directly from (1):
6991  *
6992  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6993  *
6994  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6995  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6996  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6997  *
6998  * [XXX expand on:
6999  *     - infeasible weights;
7000  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7001  *
7002  *
7003  * SCHED DOMAINS
7004  *
7005  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7006  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7007  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7008  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7009  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7010  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7011  * the groups.
7012  *
7013  * This yields:
7014  *
7015  *     log_2 n     1     n
7016  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7017  *     i = 0      2^i   2^i
7018  *                               `- size of each group
7019  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7020  *         |         `- freq
7021  *         `- sum over all levels
7022  *
7023  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7024  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7025  *
7026  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7027  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7028  *
7029  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7030  *
7031  *             log_2 n
7032  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7033  *             k = 0
7034  *
7035  * And you'll find that:
7036  *
7037  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7038  *
7039  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7040  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7041  * of:
7042  *
7043  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7044  *
7045  *
7046  * WORK CONSERVING
7047  *
7048  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7049  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7050  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7051  *
7052  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7053  * time.
7054  *
7055  * [XXX more?]
7056  *
7057  *
7058  * CGROUPS
7059  *
7060  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7061  *
7062  *                                s_k,i
7063  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7064  *                                 S_k
7065  *
7066  * Where
7067  *
7068  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7069  *
7070  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7071  *
7072  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7073  * property.
7074  *
7075  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7076  *      rewrite all of this once again.]
7077  */
7078
7079 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7080
7081 enum fbq_type { regular, remote, all };
7082
7083 enum group_type {
7084         group_other = 0,
7085         group_misfit_task,
7086         group_imbalanced,
7087         group_overloaded,
7088 };
7089
7090 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7091 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7092 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7093 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7094 #define LBF_NOHZ_STATS  0x10
7095 #define LBF_NOHZ_AGAIN  0x20
7096
7097 struct lb_env {
7098         struct sched_domain     *sd;
7099
7100         struct rq               *src_rq;
7101         int                     src_cpu;
7102
7103         int                     dst_cpu;
7104         struct rq               *dst_rq;
7105
7106         struct cpumask          *dst_grpmask;
7107         int                     new_dst_cpu;
7108         enum cpu_idle_type      idle;
7109         long                    imbalance;
7110         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7111         struct cpumask          *cpus;
7112
7113         unsigned int            flags;
7114
7115         unsigned int            loop;
7116         unsigned int            loop_break;
7117         unsigned int            loop_max;
7118
7119         enum fbq_type           fbq_type;
7120         enum group_type         src_grp_type;
7121         struct list_head        tasks;
7122 };
7123
7124 /*
7125  * Is this task likely cache-hot:
7126  */
7127 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7128 {
7129         s64 delta;
7130
7131         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7132
7133         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7134                 return 0;
7135
7136         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7137                 return 0;
7138
7139         /*
7140          * Buddy candidates are cache hot:
7141          */
7142         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7143                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7144                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7145                 return 1;
7146
7147         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7148                 return 1;
7149         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7150                 return 0;
7151
7152         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7153
7154         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7155 }
7156
7157 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7158 /*
7159  * Returns 1, if task migration degrades locality
7160  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7161  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7162  */
7163 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7164 {
7165         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7166         unsigned long src_weight, dst_weight;
7167         int src_nid, dst_nid, dist;
7168
7169         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7170                 return -1;
7171
7172         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7173                 return -1;
7174
7175         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7176         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7177
7178         if (src_nid == dst_nid)
7179                 return -1;
7180
7181         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7182         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7183                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7184                         return 1;
7185                 else
7186                         return -1;
7187         }
7188
7189         /* Encourage migration to the preferred node. */
7190         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7191                 return 0;
7192
7193         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7194         if (env->idle == CPU_IDLE)
7195                 return -1;
7196
7197         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7198         if (numa_group) {
7199                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7200                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7201         } else {
7202                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7203                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7204         }
7205
7206         return dst_weight < src_weight;
7207 }
7208
7209 #else
7210 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7211                                              struct lb_env *env)
7212 {
7213         return -1;
7214 }
7215 #endif
7216
7217 /*
7218  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7219  */
7220 static
7221 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7222 {
7223         int tsk_cache_hot;
7224
7225         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7226
7227         /*
7228          * We do not migrate tasks that are:
7229          * 1) throttled_lb_pair, or
7230          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7231          * 3) running (obviously), or
7232          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7233          */
7234         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7235                 return 0;
7236
7237         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7238                 int cpu;
7239
7240                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7241
7242                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7243
7244                 /*
7245                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7246                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7247                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7248                  *
7249                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
7250                  * already computed one in current iteration.
7251                  */
7252                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
7253                         return 0;
7254
7255                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7256                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7257                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7258                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7259                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7260                                 break;
7261                         }
7262                 }
7263
7264                 return 0;
7265         }
7266
7267         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7268         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7269
7270         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7271                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7272                 return 0;
7273         }
7274
7275         /*
7276          * Aggressive migration if:
7277          * 1) destination numa is preferred
7278          * 2) task is cache cold, or
7279          * 3) too many balance attempts have failed.
7280          */
7281         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7282         if (tsk_cache_hot == -1)
7283                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7284
7285         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7286             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7287                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7288                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7289                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7290                 }
7291                 return 1;
7292         }
7293
7294         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7295         return 0;
7296 }
7297
7298 /*
7299  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7300  */
7301 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7302 {
7303         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7304
7305         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7306         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7307 }
7308
7309 /*
7310  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7311  * part of active balancing operations within "domain".
7312  *
7313  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7314  */
7315 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7316 {
7317         struct task_struct *p;
7318
7319         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7320
7321         list_for_each_entry_reverse(p,
7322                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7323                 if (!can_migrate_task(p, env))
7324                         continue;
7325
7326                 detach_task(p, env);
7327
7328                 /*
7329                  * Right now, this is only the second place where
7330                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7331                  * so we can safely collect stats here rather than
7332                  * inside detach_tasks().
7333                  */
7334                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7335                 return p;
7336         }
7337         return NULL;
7338 }
7339
7340 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7341
7342 /*
7343  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance runnable load from
7344  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7345  *
7346  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7347  */
7348 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7349 {
7350         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7351         struct task_struct *p;
7352         unsigned long load;
7353         int detached = 0;
7354
7355         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7356
7357         if (env->imbalance <= 0)
7358                 return 0;
7359
7360         while (!list_empty(tasks)) {
7361                 /*
7362                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7363                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7364                  */
7365                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7366                         break;
7367
7368                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7369
7370                 env->loop++;
7371                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7372                 if (env->loop > env->loop_max)
7373                         break;
7374
7375                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7376                 if (env->loop > env->loop_break) {
7377                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7378                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7379                         break;
7380                 }
7381
7382                 if (!can_migrate_task(p, env))
7383                         goto next;
7384
7385                 load = task_h_load(p);
7386
7387                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7388                         goto next;
7389
7390                 if ((load / 2) > env->imbalance)
7391                         goto next;
7392
7393                 detach_task(p, env);
7394                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7395
7396                 detached++;
7397                 env->imbalance -= load;
7398
7399 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
7400                 /*
7401                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7402                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7403                  * the critical section.
7404                  */
7405                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7406                         break;
7407 #endif
7408
7409                 /*
7410                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7411                  * runnable load.
7412                  */
7413                 if (env->imbalance <= 0)
7414                         break;
7415
7416                 continue;
7417 next:
7418                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7419         }
7420
7421         /*
7422          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7423          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7424          * than inside detach_one_task().
7425          */
7426         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7427
7428         return detached;
7429 }
7430
7431 /*
7432  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7433  */
7434 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7435 {
7436         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7437
7438         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7439         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7440         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7441 }
7442
7443 /*
7444  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7445  * its new rq.
7446  */
7447 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7448 {
7449         struct rq_flags rf;
7450
7451         rq_lock(rq, &rf);
7452         update_rq_clock(rq);
7453         attach_task(rq, p);
7454         rq_unlock(rq, &rf);
7455 }
7456
7457 /*
7458  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7459  * new rq.
7460  */
7461 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7462 {
7463         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7464         struct task_struct *p;
7465         struct rq_flags rf;
7466
7467         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7468         update_rq_clock(env->dst_rq);
7469
7470         while (!list_empty(tasks)) {
7471                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7472                 list_del_init(&p->se.group_node);
7473
7474                 attach_task(env->dst_rq, p);
7475         }
7476
7477         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7478 }
7479
7480 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7481 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7482 {
7483         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7484                 return true;
7485
7486         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7487                 return true;
7488
7489         return false;
7490 }
7491
7492 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7493 {
7494         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7495                 return true;
7496
7497         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7498                 return true;
7499
7500 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
7501         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7502                 return true;
7503 #endif
7504
7505         return false;
7506 }
7507
7508 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
7509 {
7510         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7511
7512         if (!has_blocked)
7513                 rq->has_blocked_load = 0;
7514 }
7515 #else
7516 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
7517 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
7518 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
7519 #endif
7520
7521 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7522
7523 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
7524 {
7525         if (cfs_rq->load.weight)
7526                 return false;
7527
7528         if (cfs_rq->avg.load_sum)
7529                 return false;
7530
7531         if (cfs_rq->avg.util_sum)
7532                 return false;
7533
7534         if (cfs_rq->avg.runnable_load_sum)
7535                 return false;
7536
7537         return true;
7538 }
7539
7540 static void update_blocked_averages(int cpu)
7541 {
7542         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7543         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
7544         const struct sched_class *curr_class;
7545         struct rq_flags rf;
7546         bool done = true;
7547
7548         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7549         update_rq_clock(rq);
7550
7551         /*
7552          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7553          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7554          */
7555         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
7556                 struct sched_entity *se;
7557
7558                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq))
7559                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7560
7561                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
7562                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
7563                 if (se && !skip_blocked_update(se))
7564                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, 0);
7565
7566                 /*
7567                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
7568                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
7569                  */
7570                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
7571                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
7572
7573                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7574                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7575                         done = false;
7576         }
7577
7578         curr_class = rq->curr->sched_class;
7579         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &rt_sched_class);
7580         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &dl_sched_class);
7581         update_irq_load_avg(rq, 0);
7582         /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7583         if (others_have_blocked(rq))
7584                 done = false;
7585
7586         update_blocked_load_status(rq, !done);
7587         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7588 }
7589
7590 /*
7591  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7592  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7593  * group is a fraction of its parents load.
7594  */
7595 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7596 {
7597         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7598         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7599         unsigned long now = jiffies;
7600         unsigned long load;
7601
7602         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7603                 return;
7604
7605         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
7606         for_each_sched_entity(se) {
7607                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7608                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
7609                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7610                         break;
7611         }
7612
7613         if (!se) {
7614                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7615                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7616         }
7617
7618         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
7619                 load = cfs_rq->h_load;
7620                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7621                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7622                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7623                 cfs_rq->h_load = load;
7624                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7625         }
7626 }
7627
7628 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7629 {
7630         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7631
7632         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7633         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7634                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7635 }
7636 #else
7637 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
7638 {
7639         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7640         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7641         const struct sched_class *curr_class;
7642         struct rq_flags rf;
7643
7644         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7645         update_rq_clock(rq);
7646         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
7647
7648         curr_class = rq->curr->sched_class;
7649         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &rt_sched_class);
7650         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, curr_class == &dl_sched_class);
7651         update_irq_load_avg(rq, 0);
7652         update_blocked_load_status(rq, cfs_rq_has_blocked(cfs_rq) || others_have_blocked(rq));
7653         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7654 }
7655
7656 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7657 {
7658         return p->se.avg.load_avg;
7659 }
7660 #endif
7661
7662 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7663
7664 /*
7665  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7666  */
7667 struct sg_lb_stats {
7668         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7669         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7670         unsigned long load_per_task;
7671         unsigned long group_capacity;
7672         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7673         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7674         unsigned int idle_cpus;
7675         unsigned int group_weight;
7676         enum group_type group_type;
7677         int group_no_capacity;
7678         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
7679 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7680         unsigned int nr_numa_running;
7681         unsigned int nr_preferred_running;
7682 #endif
7683 };
7684
7685 /*
7686  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7687  *               during load balancing.
7688  */
7689 struct sd_lb_stats {
7690         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7691         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7692         unsigned long total_running;
7693         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7694         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7695         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7696
7697         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7698         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7699 };
7700
7701 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7702 {
7703         /*
7704          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7705          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7706          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7707          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7708          */
7709         *sds = (struct sd_lb_stats){
7710                 .busiest = NULL,
7711                 .local = NULL,
7712                 .total_running = 0UL,
7713                 .total_load = 0UL,
7714                 .total_capacity = 0UL,
7715                 .busiest_stat = {
7716                         .avg_load = 0UL,
7717                         .sum_nr_running = 0,
7718                         .group_type = group_other,
7719                 },
7720         };
7721 }
7722
7723 static unsigned long scale_rt_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7724 {
7725         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7726         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7727         unsigned long used, free;
7728         unsigned long irq;
7729
7730         irq = cpu_util_irq(rq);
7731
7732         if (unlikely(irq >= max))
7733                 return 1;
7734
7735         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
7736         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
7737
7738         if (unlikely(used >= max))
7739                 return 1;
7740
7741         free = max - used;
7742
7743         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
7744 }
7745
7746 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7747 {
7748         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(sd, cpu);
7749         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7750
7751         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7752
7753         if (!capacity)
7754                 capacity = 1;
7755
7756         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7757         sdg->sgc->capacity = capacity;
7758         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7759         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7760 }
7761
7762 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7763 {
7764         struct sched_domain *child = sd->child;
7765         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7766         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
7767         unsigned long interval;
7768
7769         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7770         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7771         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7772
7773         if (!child) {
7774                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7775                 return;
7776         }
7777
7778         capacity = 0;
7779         min_capacity = ULONG_MAX;
7780         max_capacity = 0;
7781
7782         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7783                 /*
7784                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7785                  * span the current group.
7786                  */
7787
7788                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
7789                         struct sched_group_capacity *sgc;
7790                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7791
7792                         /*
7793                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7794                          * gets here before we've attached the domains to the
7795                          * runqueues.
7796                          *
7797                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7798                          * in update_cpu_capacity().
7799                          *
7800                          * This avoids capacity from being 0 and
7801                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7802                          */
7803                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7804                                 capacity += capacity_of(cpu);
7805                         } else {
7806                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7807                                 capacity += sgc->capacity;
7808                         }
7809
7810                         min_capacity = min(capacity, min_capacity);
7811                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7812                 }
7813         } else  {
7814                 /*
7815                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7816                  * span the current group.
7817                  */
7818
7819                 group = child->groups;
7820                 do {
7821                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7822
7823                         capacity += sgc->capacity;
7824                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7825                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7826                         group = group->next;
7827                 } while (group != child->groups);
7828         }
7829
7830         sdg->sgc->capacity = capacity;
7831         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
7832         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7833 }
7834
7835 /*
7836  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7837  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7838  * Return true is the capacity is reduced
7839  */
7840 static inline int
7841 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7842 {
7843         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7844                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7845 }
7846
7847 /*
7848  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
7849  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
7850  * the task's current CPU is heavily pressured.
7851  */
7852 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7853 {
7854         return rq->misfit_task_load &&
7855                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
7856                  check_cpu_capacity(rq, sd));
7857 }
7858
7859 /*
7860  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7861  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
7862  *
7863  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
7864  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
7865  * Something like:
7866  *
7867  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7868  *              *     * * *
7869  *
7870  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7871  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7872  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
7873  *
7874  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7875  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7876  * moving tasks due to affinity constraints.
7877  *
7878  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7879  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7880  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7881  * to create an effective group imbalance.
7882  *
7883  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7884  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7885  * subtle and fragile situation.
7886  */
7887
7888 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7889 {
7890         return group->sgc->imbalance;
7891 }
7892
7893 /*
7894  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7895  * be used by some tasks.
7896  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7897  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7898  * available capacity for CFS tasks.
7899  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7900  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7901  * capacity in meaningful for the load balancer.
7902  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7903  * any benefit for the load balance.
7904  */
7905 static inline bool
7906 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7907 {
7908         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7909                 return true;
7910
7911         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7912                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7913                 return true;
7914
7915         return false;
7916 }
7917
7918 /*
7919  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7920  *  handle.
7921  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7922  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7923  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7924  *  false.
7925  */
7926 static inline bool
7927 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7928 {
7929         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7930                 return false;
7931
7932         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7933                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7934                 return true;
7935
7936         return false;
7937 }
7938
7939 /*
7940  * group_smaller_min_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7941  * per-CPU capacity than sched_group ref.
7942  */
7943 static inline bool
7944 group_smaller_min_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7945 {
7946         return fits_capacity(sg->sgc->min_capacity, ref->sgc->min_capacity);
7947 }
7948
7949 /*
7950  * group_smaller_max_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7951  * per-CPU capacity_orig than sched_group ref.
7952  */
7953 static inline bool
7954 group_smaller_max_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7955 {
7956         return fits_capacity(sg->sgc->max_capacity, ref->sgc->max_capacity);
7957 }
7958
7959 static inline enum
7960 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7961                           struct sg_lb_stats *sgs)
7962 {
7963         if (sgs->group_no_capacity)
7964                 return group_overloaded;
7965
7966         if (sg_imbalanced(group))
7967                 return group_imbalanced;
7968
7969         if (sgs->group_misfit_task_load)
7970                 return group_misfit_task;
7971
7972         return group_other;
7973 }
7974
7975 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq, bool force)
7976 {
7977 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7978         unsigned int cpu = rq->cpu;
7979
7980         if (!rq->has_blocked_load)
7981                 return false;
7982
7983         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
7984                 return false;
7985
7986         if (!force && !time_after(jiffies, rq->last_blocked_load_update_tick))
7987                 return true;
7988
7989         update_blocked_averages(cpu);
7990
7991         return rq->has_blocked_load;
7992 #else
7993         return false;
7994 #endif
7995 }
7996
7997 /**
7998  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7999  * @env: The load balancing environment.
8000  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8001  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8002  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8003  */
8004 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8005                                       struct sched_group *group,
8006                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8007                                       int *sg_status)
8008 {
8009         int i, nr_running;
8010
8011         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8012
8013         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8014                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8015
8016                 if ((env->flags & LBF_NOHZ_STATS) && update_nohz_stats(rq, false))
8017                         env->flags |= LBF_NOHZ_AGAIN;
8018
8019                 sgs->group_load += cpu_runnable_load(rq);
8020                 sgs->group_util += cpu_util(i);
8021                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8022
8023                 nr_running = rq->nr_running;
8024                 if (nr_running > 1)
8025                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8026
8027                 if (cpu_overutilized(i))
8028                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8029
8030 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8031                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8032                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8033 #endif
8034                 /*
8035                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8036                  */
8037                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
8038                         sgs->idle_cpus++;
8039
8040                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8041                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8042                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8043                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8044                 }
8045         }
8046
8047         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
8048         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8049         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
8050
8051         if (sgs->sum_nr_running)
8052                 sgs->load_per_task = sgs->group_load / sgs->sum_nr_running;
8053
8054         sgs->group_weight = group->group_weight;
8055
8056         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
8057         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
8058 }
8059
8060 /**
8061  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8062  * @env: The load balancing environment.
8063  * @sds: sched_domain statistics
8064  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8065  * @sgs: sched_group statistics
8066  *
8067  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8068  * busiest group.
8069  *
8070  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8071  * busiest group. %false otherwise.
8072  */
8073 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8074                                    struct sd_lb_stats *sds,
8075                                    struct sched_group *sg,
8076                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8077 {
8078         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8079
8080         /*
8081          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8082          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8083          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8084          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8085          */
8086         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8087             (!group_smaller_max_cpu_capacity(sg, sds->local) ||
8088              !group_has_capacity(env, &sds->local_stat)))
8089                 return false;
8090
8091         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8092                 return true;
8093
8094         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8095                 return false;
8096
8097         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8098                 return false;
8099
8100         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY))
8101                 goto asym_packing;
8102
8103         /*
8104          * Candidate sg has no more than one task per CPU and
8105          * has higher per-CPU capacity. Migrating tasks to less
8106          * capable CPUs may harm throughput. Maximize throughput,
8107          * power/energy consequences are not considered.
8108          */
8109         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
8110             group_smaller_min_cpu_capacity(sds->local, sg))
8111                 return false;
8112
8113         /*
8114          * If we have more than one misfit sg go with the biggest misfit.
8115          */
8116         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8117             sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8118                 return false;
8119
8120 asym_packing:
8121         /* This is the busiest node in its class. */
8122         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8123                 return true;
8124
8125         /* No ASYM_PACKING if target CPU is already busy */
8126         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8127                 return true;
8128         /*
8129          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the highest
8130          * prority CPUs in the group, therefore mark all groups
8131          * of lower priority than ourself as busy.
8132          */
8133         if (sgs->sum_nr_running &&
8134             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu)) {
8135                 if (!sds->busiest)
8136                         return true;
8137
8138                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8139                 if (sched_asym_prefer(sds->busiest->asym_prefer_cpu,
8140                                       sg->asym_prefer_cpu))
8141                         return true;
8142         }
8143
8144         return false;
8145 }
8146
8147 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8148 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8149 {
8150         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8151                 return regular;
8152         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8153                 return remote;
8154         return all;
8155 }
8156
8157 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8158 {
8159         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8160                 return regular;
8161         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8162                 return remote;
8163         return all;
8164 }
8165 #else
8166 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8167 {
8168         return all;
8169 }
8170
8171 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8172 {
8173         return regular;
8174 }
8175 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8176
8177 /**
8178  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
8179  * @env: The load balancing environment.
8180  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
8181  */
8182 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8183 {
8184         struct sched_domain *child = env->sd->child;
8185         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8186         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
8187         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
8188         bool prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
8189         int sg_status = 0;
8190
8191 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8192         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && READ_ONCE(nohz.has_blocked))
8193                 env->flags |= LBF_NOHZ_STATS;
8194 #endif
8195
8196         do {
8197                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
8198                 int local_group;
8199
8200                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
8201                 if (local_group) {
8202                         sds->local = sg;
8203                         sgs = local;
8204
8205                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
8206                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
8207                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
8208                 }
8209
8210                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
8211
8212                 if (local_group)
8213                         goto next_group;
8214
8215                 /*
8216                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
8217                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
8218                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
8219                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
8220                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
8221                  * you always pull from the heaviest group when it is already
8222                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
8223                  * the tasks on the system).
8224                  */
8225                 if (prefer_sibling && sds->local &&
8226                     group_has_capacity(env, local) &&
8227                     (sgs->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)) {
8228                         sgs->group_no_capacity = 1;
8229                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
8230                 }
8231
8232                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
8233                         sds->busiest = sg;
8234                         sds->busiest_stat = *sgs;
8235                 }
8236
8237 next_group:
8238                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
8239                 sds->total_running += sgs->sum_nr_running;
8240                 sds->total_load += sgs->group_load;
8241                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
8242
8243                 sg = sg->next;
8244         } while (sg != env->sd->groups);
8245
8246 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8247         if ((env->flags & LBF_NOHZ_AGAIN) &&
8248             cpumask_subset(nohz.idle_cpus_mask, sched_domain_span(env->sd))) {
8249
8250                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
8251                            jiffies + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
8252         }
8253 #endif
8254
8255         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
8256                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
8257
8258         if (!env->sd->parent) {
8259                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8260
8261                 /* update overload indicator if we are at root domain */
8262                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
8263
8264                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
8265                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8266                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8267         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
8268                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8269
8270                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
8271                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
8272         }
8273 }
8274
8275 /**
8276  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
8277  *                      sched domain.
8278  *
8279  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
8280  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
8281  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
8282  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
8283  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
8284  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
8285  *
8286  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
8287  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
8288  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
8289  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
8290  * number.
8291  *
8292  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
8293  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in env->imbalance.
8294  *
8295  * @env: The load balancing environment.
8296  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
8297  */
8298 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8299 {
8300         int busiest_cpu;
8301
8302         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8303                 return 0;
8304
8305         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8306                 return 0;
8307
8308         if (!sds->busiest)
8309                 return 0;
8310
8311         busiest_cpu = sds->busiest->asym_prefer_cpu;
8312         if (sched_asym_prefer(busiest_cpu, env->dst_cpu))
8313                 return 0;
8314
8315         env->imbalance = sds->busiest_stat.group_load;
8316
8317         return 1;
8318 }
8319
8320 /**
8321  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
8322  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
8323  *                      load balancing.
8324  * @env: The load balancing environment.
8325  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8326  */
8327 static inline
8328 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8329 {
8330         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
8331         unsigned int imbn = 2;
8332         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
8333         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8334
8335         local = &sds->local_stat;
8336         busiest = &sds->busiest_stat;
8337
8338         if (!local->sum_nr_running)
8339                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
8340         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
8341                 imbn = 1;
8342
8343         scaled_busy_load_per_task =
8344                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8345                 busiest->group_capacity;
8346
8347         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
8348             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
8349                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8350                 return;
8351         }
8352
8353         /*
8354          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
8355          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
8356          * moving them.
8357          */
8358
8359         capa_now += busiest->group_capacity *
8360                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
8361         capa_now += local->group_capacity *
8362                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
8363         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8364
8365         /* Amount of load we'd subtract */
8366         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
8367                 capa_move += busiest->group_capacity *
8368                             min(busiest->load_per_task,
8369                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
8370         }
8371
8372         /* Amount of load we'd add */
8373         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
8374             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
8375                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
8376                       local->group_capacity;
8377         } else {
8378                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8379                       local->group_capacity;
8380         }
8381         capa_move += local->group_capacity *
8382                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
8383         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8384
8385         /* Move if we gain throughput */
8386         if (capa_move > capa_now)
8387                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8388 }
8389
8390 /**
8391  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
8392  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
8393  * @env: load balance environment
8394  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8395  */
8396 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8397 {
8398         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
8399         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8400
8401         local = &sds->local_stat;
8402         busiest = &sds->busiest_stat;
8403
8404         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
8405                 /*
8406                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
8407                  * to ensure CPU-load equilibrium, look at wider averages. XXX
8408                  */
8409                 busiest->load_per_task =
8410                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
8411         }
8412
8413         /*
8414          * Avg load of busiest sg can be less and avg load of local sg can
8415          * be greater than avg load across all sgs of sd because avg load
8416          * factors in sg capacity and sgs with smaller group_type are
8417          * skipped when updating the busiest sg:
8418          */
8419         if (busiest->group_type != group_misfit_task &&
8420             (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
8421              local->avg_load >= sds->avg_load)) {
8422                 env->imbalance = 0;
8423                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8424         }
8425
8426         /*
8427          * If there aren't any idle CPUs, avoid creating some.
8428          */
8429         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
8430             local->group_type   == group_overloaded) {
8431                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running * SCHED_CAPACITY_SCALE;
8432                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity) {
8433                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
8434                         load_above_capacity *= scale_load_down(NICE_0_LOAD);
8435                         load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
8436                 } else
8437                         load_above_capacity = ~0UL;
8438         }
8439
8440         /*
8441          * We're trying to get all the CPUs to the average_load, so we don't
8442          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
8443          * reduce the max loaded CPU below the average load. At the same time,
8444          * we also don't want to reduce the group load below the group
8445          * capacity. Thus we look for the minimum possible imbalance.
8446          */
8447         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
8448
8449         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
8450         env->imbalance = min(
8451                 max_pull * busiest->group_capacity,
8452                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
8453         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
8454
8455         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
8456         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
8457                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
8458                                        busiest->group_misfit_task_load);
8459         }
8460
8461         /*
8462          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
8463          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
8464          * a think about bumping its value to force at least one task to be
8465          * moved
8466          */
8467         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
8468                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8469 }
8470
8471 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
8472
8473 /**
8474  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
8475  * if there is an imbalance.
8476  *
8477  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
8478  * to restore balance.
8479  *
8480  * @env: The load balancing environment.
8481  *
8482  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
8483  */
8484 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
8485 {
8486         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8487         struct sd_lb_stats sds;
8488
8489         init_sd_lb_stats(&sds);
8490
8491         /*
8492          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
8493          * this level.
8494          */
8495         update_sd_lb_stats(env, &sds);
8496
8497         if (sched_energy_enabled()) {
8498                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8499
8500                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
8501                         goto out_balanced;
8502         }
8503
8504         local = &sds.local_stat;
8505         busiest = &sds.busiest_stat;
8506
8507         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
8508         if (check_asym_packing(env, &sds))
8509                 return sds.busiest;
8510
8511         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
8512         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
8513                 goto out_balanced;
8514
8515         /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
8516         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
8517                                                 / sds.total_capacity;
8518
8519         /*
8520          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
8521          * work because they assume all things are equal, which typically
8522          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
8523          */
8524         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
8525                 goto force_balance;
8526
8527         /*
8528          * When dst_cpu is idle, prevent SMP nice and/or asymmetric group
8529          * capacities from resulting in underutilization due to avg_load.
8530          */
8531         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
8532             busiest->group_no_capacity)
8533                 goto force_balance;
8534
8535         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
8536         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
8537                 goto force_balance;
8538
8539         /*
8540          * If the local group is busier than the selected busiest group
8541          * don't try and pull any tasks.
8542          */
8543         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
8544                 goto out_balanced;
8545
8546         /*
8547          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
8548          * average load.
8549          */
8550         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
8551                 goto out_balanced;
8552
8553         if (env->idle == CPU_IDLE) {
8554                 /*
8555                  * This CPU is idle. If the busiest group is not overloaded
8556                  * and there is no imbalance between this and busiest group
8557                  * wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance becomes
8558                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
8559                  * might end up to just move the imbalance on another group
8560                  */
8561                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
8562                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
8563                         goto out_balanced;
8564         } else {
8565                 /*
8566                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
8567                  * imbalance_pct to be conservative.
8568                  */
8569                 if (100 * busiest->avg_load <=
8570                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8571                         goto out_balanced;
8572         }
8573
8574 force_balance:
8575         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8576         env->src_grp_type = busiest->group_type;
8577         calculate_imbalance(env, &sds);
8578         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
8579
8580 out_balanced:
8581         env->imbalance = 0;
8582         return NULL;
8583 }
8584
8585 /*
8586  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
8587  */
8588 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8589                                      struct sched_group *group)
8590 {
8591         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8592         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8593         int i;
8594
8595         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8596                 unsigned long capacity, load;
8597                 enum fbq_type rt;
8598
8599                 rq = cpu_rq(i);
8600                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8601
8602                 /*
8603                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8604                  *  - regular: there are !numa tasks
8605                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8606                  *  - all:     there is no distinction
8607                  *
8608                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8609                  * ignore those when there's better options.
8610                  *
8611                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8612                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8613                  * queue by moving tasks around inside the node.
8614                  *
8615                  * If we cannot move enough load due to this classification
8616                  * the next pass will adjust the group classification and
8617                  * allow migration of more tasks.
8618                  *
8619                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8620                  */
8621                 if (rt > env->fbq_type)
8622                         continue;
8623
8624                 /*
8625                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we simply
8626                  * seek the "biggest" misfit task.
8627                  */
8628                 if (env->src_grp_type == group_misfit_task) {
8629                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
8630                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
8631                                 busiest = rq;
8632                         }
8633
8634                         continue;
8635                 }
8636
8637                 capacity = capacity_of(i);
8638
8639                 /*
8640                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
8641                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
8642                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
8643                  * average load.
8644                  */
8645                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8646                     capacity_of(env->dst_cpu) < capacity &&
8647                     rq->nr_running == 1)
8648                         continue;
8649
8650                 load = cpu_runnable_load(rq);
8651
8652                 /*
8653                  * When comparing with imbalance, use cpu_runnable_load()
8654                  * which is not scaled with the CPU capacity.
8655                  */
8656
8657                 if (rq->nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
8658                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
8659                         continue;
8660
8661                 /*
8662                  * For the load comparisons with the other CPU's, consider
8663                  * the cpu_runnable_load() scaled with the CPU capacity, so
8664                  * that the load can be moved away from the CPU that is
8665                  * potentially running at a lower capacity.
8666                  *
8667                  * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i), crosswise
8668                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
8669                  * to: load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;  where j is
8670                  * our previous maximum.
8671                  */
8672                 if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8673                         busiest_load = load;
8674                         busiest_capacity = capacity;
8675                         busiest = rq;
8676                 }
8677         }
8678
8679         return busiest;
8680 }
8681
8682 /*
8683  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8684  * so long as it is large enough.
8685  */
8686 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8687
8688 static inline bool
8689 asym_active_balance(struct lb_env *env)
8690 {
8691         /*
8692          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8693          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
8694          * highest priority CPUs.
8695          */
8696         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
8697                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
8698 }
8699
8700 static inline bool
8701 voluntary_active_balance(struct lb_env *env)
8702 {
8703         struct sched_domain *sd = env->sd;
8704
8705         if (asym_active_balance(env))
8706                 return 1;
8707
8708         /*
8709          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8710          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8711          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8712          * available on dst_cpu.
8713          */
8714         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8715             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8716                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8717                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8718                         return 1;
8719         }
8720
8721         if (env->src_grp_type == group_misfit_task)
8722                 return 1;
8723
8724         return 0;
8725 }
8726
8727 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8728 {
8729         struct sched_domain *sd = env->sd;
8730
8731         if (voluntary_active_balance(env))
8732                 return 1;
8733
8734         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8735 }
8736
8737 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8738
8739 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8740 {
8741         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8742         int cpu, balance_cpu = -1;
8743
8744         /*
8745          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
8746          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
8747          */
8748         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
8749                 return 0;
8750
8751         /*
8752          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
8753          * to do the newly idle load balance.
8754          */
8755         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8756                 return 1;
8757
8758         /* Try to find first idle CPU */
8759         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
8760                 if (!idle_cpu(cpu))
8761                         continue;
8762
8763                 balance_cpu = cpu;
8764                 break;
8765         }
8766
8767         if (balance_cpu == -1)
8768                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8769
8770         /*
8771          * First idle CPU or the first CPU(busiest) in this sched group
8772          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8773          */
8774         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8775 }
8776
8777 /*
8778  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8779  * tasks if there is an imbalance.
8780  */
8781 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8782                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8783                         int *continue_balancing)
8784 {
8785         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8786         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8787         struct sched_group *group;
8788         struct rq *busiest;
8789         struct rq_flags rf;
8790         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8791
8792         struct lb_env env = {
8793                 .sd             = sd,
8794                 .dst_cpu        = this_cpu,
8795                 .dst_rq         = this_rq,
8796                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
8797                 .idle           = idle,
8798                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8799                 .cpus           = cpus,
8800                 .fbq_type       = all,
8801                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8802         };
8803
8804         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
8805
8806         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
8807
8808 redo:
8809         if (!should_we_balance(&env)) {
8810                 *continue_balancing = 0;
8811                 goto out_balanced;
8812         }
8813
8814         group = find_busiest_group(&env);
8815         if (!group) {
8816                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
8817                 goto out_balanced;
8818         }
8819
8820         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8821         if (!busiest) {
8822                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
8823                 goto out_balanced;
8824         }
8825
8826         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8827
8828         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8829
8830         env.src_cpu = busiest->cpu;
8831         env.src_rq = busiest;
8832
8833         ld_moved = 0;
8834         if (busiest->nr_running > 1) {
8835                 /*
8836                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8837                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8838                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8839                  * correctly treated as an imbalance.
8840                  */
8841                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8842                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8843
8844 more_balance:
8845                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
8846                 update_rq_clock(busiest);
8847
8848                 /*
8849                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8850                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8851                  */
8852                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8853
8854                 /*
8855                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8856                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8857                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8858                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8859                  * See task_rq_lock() family for the details.
8860                  */
8861
8862                 rq_unlock(busiest, &rf);
8863
8864                 if (cur_ld_moved) {
8865                         attach_tasks(&env);
8866                         ld_moved += cur_ld_moved;
8867                 }
8868
8869                 local_irq_restore(rf.flags);
8870
8871                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8872                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8873                         goto more_balance;
8874                 }
8875
8876                 /*
8877                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8878                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8879                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8880                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
8881                  * sched_group.
8882                  *
8883                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8884                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8885                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8886                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8887                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8888                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8889                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8890                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8891                  * This however should not happen so much in practice and
8892                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8893                  * excess load moved.
8894                  */
8895                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8896
8897                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
8898                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8899
8900                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8901                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8902                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8903                         env.loop         = 0;
8904                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8905
8906                         /*
8907                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8908                          * need to continue with same src_cpu.
8909                          */
8910                         goto more_balance;
8911                 }
8912
8913                 /*
8914                  * We failed to reach balance because of affinity.
8915                  */
8916                 if (sd_parent) {
8917                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8918
8919                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8920                                 *group_imbalance = 1;
8921                 }
8922
8923                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8924                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8925                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8926                         /*
8927                          * Attempting to continue load balancing at the current
8928                          * sched_domain level only makes sense if there are
8929                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
8930                          * pull load from which are not contained within the
8931                          * destination group that is receiving any migrated
8932                          * load.
8933                          */
8934                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
8935                                 env.loop = 0;
8936                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8937                                 goto redo;
8938                         }
8939                         goto out_all_pinned;
8940                 }
8941         }
8942
8943         if (!ld_moved) {
8944                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
8945                 /*
8946                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8947                  * We do not want newidle balance, which can be very
8948                  * frequent, pollute the failure counter causing
8949                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8950                  */
8951                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8952                         sd->nr_balance_failed++;
8953
8954                 if (need_active_balance(&env)) {
8955                         unsigned long flags;
8956
8957                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8958
8959                         /*
8960                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8961                          * if the curr task on busiest CPU can't be
8962                          * moved to this_cpu:
8963                          */
8964                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
8965                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8966                                                             flags);
8967                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8968                                 goto out_one_pinned;
8969                         }
8970
8971                         /*
8972                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8973                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8974                          * only after active load balance is finished.
8975                          */
8976                         if (!busiest->active_balance) {
8977                                 busiest->active_balance = 1;
8978                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8979                                 active_balance = 1;
8980                         }
8981                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8982
8983                         if (active_balance) {
8984                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8985                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8986                                         &busiest->active_balance_work);
8987                         }
8988
8989                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
8990                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8991                 }
8992         } else
8993                 sd->nr_balance_failed = 0;
8994
8995         if (likely(!active_balance) || voluntary_active_balance(&env)) {
8996                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8997                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8998         } else {
8999                 /*
9000                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
9001                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
9002                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
9003                  * detach_tasks).
9004                  */
9005                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
9006                         sd->balance_interval *= 2;
9007         }
9008
9009         goto out;
9010
9011 out_balanced:
9012         /*
9013          * We reach balance although we may have faced some affinity
9014          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
9015          * a chance to move and fix the imbalance.
9016          */
9017         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9018                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9019
9020                 if (*group_imbalance)
9021                         *group_imbalance = 0;
9022         }
9023
9024 out_all_pinned:
9025         /*
9026          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9027          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9028          * can try to migrate them.
9029          */
9030         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9031
9032         sd->nr_balance_failed = 0;
9033
9034 out_one_pinned:
9035         ld_moved = 0;
9036
9037         /*
9038          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
9039          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
9040          * skyrocketting in a short amount of time. Skip the balance_interval
9041          * increase logic to avoid that.
9042          */
9043         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9044                 goto out;
9045
9046         /* tune up the balancing interval */
9047         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
9048              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
9049             sd->balance_interval < sd->max_interval)
9050                 sd->balance_interval *= 2;
9051 out:
9052         return ld_moved;
9053 }
9054
9055 static inline unsigned long
9056 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
9057 {
9058         unsigned long interval = sd->balance_interval;
9059
9060         if (cpu_busy)
9061                 interval *= sd->busy_factor;
9062
9063         /* scale ms to jiffies */
9064         interval = msecs_to_jiffies(interval);
9065         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9066
9067         return interval;
9068 }
9069
9070 static inline void
9071 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
9072 {
9073         unsigned long interval, next;
9074
9075         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
9076         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
9077         next = sd->last_balance + interval;
9078
9079         if (time_after(*next_balance, next))
9080                 *next_balance = next;
9081 }
9082
9083 /*
9084  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
9085  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9086  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9087  * avoids physical / logical imbalances.
9088  */
9089 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9090 {
9091         struct rq *busiest_rq = data;
9092         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9093         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9094         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9095         struct sched_domain *sd;
9096         struct task_struct *p = NULL;
9097         struct rq_flags rf;
9098
9099         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
9100         /*
9101          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
9102          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
9103          * inactive CPUs.
9104          */
9105         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
9106                 goto out_unlock;
9107
9108         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
9109         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9110                      !busiest_rq->active_balance))
9111                 goto out_unlock;
9112
9113         /* Is there any task to move? */
9114         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9115                 goto out_unlock;
9116
9117         /*
9118          * This condition is "impossible", if it occurs
9119          * we need to fix it. Originally reported by
9120          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
9121          */
9122         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9123
9124         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9125         rcu_read_lock();
9126         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9127                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
9128                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9129                                 break;
9130         }
9131
9132         if (likely(sd)) {
9133                 struct lb_env env = {
9134                         .sd             = sd,
9135                         .dst_cpu        = target_cpu,
9136                         .dst_rq         = target_rq,
9137                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9138                         .src_rq         = busiest_rq,
9139                         .idle           = CPU_IDLE,
9140                         /*
9141                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
9142                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
9143                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
9144                          * about DST_PINNED.
9145                          */
9146                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
9147                 };
9148
9149                 schedstat_inc(sd->alb_count);
9150                 update_rq_clock(busiest_rq);
9151
9152                 p = detach_one_task(&env);
9153                 if (p) {
9154                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
9155                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
9156                         sd->nr_balance_failed = 0;
9157                 } else {
9158                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
9159                 }
9160         }
9161         rcu_read_unlock();
9162 out_unlock:
9163         busiest_rq->active_balance = 0;
9164         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
9165
9166         if (p)
9167                 attach_one_task(target_rq, p);
9168
9169         local_irq_enable();
9170
9171         return 0;
9172 }
9173
9174 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
9175
9176 /*
9177  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
9178  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
9179  */
9180 void update_max_interval(void)
9181 {
9182         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
9183 }
9184
9185 /*
9186  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
9187  * and initiates a balancing operation if so.
9188  *
9189  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
9190  */
9191 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
9192 {
9193         int continue_balancing = 1;
9194         int cpu = rq->cpu;
9195         unsigned long interval;
9196         struct sched_domain *sd;
9197         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9198         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
9199         int update_next_balance = 0;
9200         int need_serialize, need_decay = 0;
9201         u64 max_cost = 0;
9202
9203         rcu_read_lock();
9204         for_each_domain(cpu, sd) {
9205                 /*
9206                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
9207                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
9208                  */
9209                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
9210                         sd->max_newidle_lb_cost =
9211                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
9212                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
9213                         need_decay = 1;
9214                 }
9215                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
9216
9217                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9218                         continue;
9219
9220                 /*
9221                  * Stop the load balance at this level. There is another
9222                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
9223                  * actively.
9224                  */
9225                 if (!continue_balancing) {
9226                         if (need_decay)
9227                                 continue;
9228                         break;
9229                 }
9230
9231                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9232
9233                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
9234                 if (need_serialize) {
9235                         if (!spin_trylock(&balancing))
9236                                 goto out;
9237                 }
9238
9239                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
9240                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
9241                                 /*
9242                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
9243                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
9244                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
9245                                  */
9246                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9247                         }
9248                         sd->last_balance = jiffies;
9249                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9250                 }
9251                 if (need_serialize)
9252                         spin_unlock(&balancing);
9253 out:
9254                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
9255                         next_balance = sd->last_balance + interval;
9256                         update_next_balance = 1;
9257                 }
9258         }
9259         if (need_decay) {
9260                 /*
9261                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
9262                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
9263                  */
9264                 rq->max_idle_balance_cost =
9265                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
9266         }
9267         rcu_read_unlock();
9268
9269         /*
9270          * next_balance will be updated only when there is a need.
9271          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
9272          * updated.
9273          */
9274         if (likely(update_next_balance)) {
9275                 rq->next_balance = next_balance;
9276
9277 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9278                 /*
9279                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
9280                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
9281                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
9282                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
9283                  * balance for itself and we need to update the
9284                  * nohz.next_balance accordingly.
9285                  */
9286                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
9287                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
9288 #endif
9289         }
9290 }
9291
9292 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
9293 {
9294         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
9295 }
9296
9297 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9298 /*
9299  * idle load balancing details
9300  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
9301  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
9302  *   load balancing for all the idle CPUs.
9303  * - HK_FLAG_MISC CPUs are used for this task, because HK_FLAG_SCHED not set
9304  *   anywhere yet.
9305  */
9306
9307 static inline int find_new_ilb(void)
9308 {
9309         int ilb;
9310
9311         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask,
9312                               housekeeping_cpumask(HK_FLAG_MISC)) {
9313                 if (idle_cpu(ilb))
9314                         return ilb;
9315         }
9316
9317         return nr_cpu_ids;
9318 }
9319
9320 /*
9321  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
9322  * idle CPU in the HK_FLAG_MISC housekeeping set (if there is one).
9323  */
9324 static void kick_ilb(unsigned int flags)
9325 {
9326         int ilb_cpu;
9327
9328         nohz.next_balance++;
9329
9330         ilb_cpu = find_new_ilb();
9331
9332         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
9333                 return;
9334
9335         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
9336         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
9337                 return;
9338
9339         /*
9340          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
9341          * This way we generate a sched IPI on the target CPU which
9342          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
9343          * will be run before returning from the IPI.
9344          */
9345         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
9346 }
9347
9348 /*
9349  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
9350  * of idle CPUs in the system.
9351  */
9352 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
9353 {
9354         unsigned long now = jiffies;
9355         struct sched_domain_shared *sds;
9356         struct sched_domain *sd;
9357         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
9358         unsigned int flags = 0;
9359
9360         if (unlikely(rq->idle_balance))
9361                 return;
9362
9363         /*
9364          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9365          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9366          */
9367         nohz_balance_exit_idle(rq);
9368
9369         /*
9370          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9371          * balancing.
9372          */
9373         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9374                 return;
9375
9376         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
9377             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9378                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
9379
9380         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9381                 goto out;
9382
9383         if (rq->nr_running >= 2) {
9384                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9385                 goto out;
9386         }
9387
9388         rcu_read_lock();
9389
9390         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9391         if (sd) {
9392                 /*
9393                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
9394                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
9395                  * on.
9396                  */
9397                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9398                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9399                         goto unlock;
9400                 }
9401         }
9402
9403         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
9404         if (sd) {
9405                 /*
9406                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
9407                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
9408                  * around.
9409                  */
9410                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
9411                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
9412                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9413                                 goto unlock;
9414                         }
9415                 }
9416         }
9417
9418         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
9419         if (sd) {
9420                 /*
9421                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
9422                  * to run the misfit task on.
9423                  */
9424                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
9425                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9426                         goto unlock;
9427                 }
9428
9429                 /*
9430                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
9431                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
9432                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
9433                  *
9434                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
9435                  */
9436                 goto unlock;
9437         }
9438
9439         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
9440         if (sds) {
9441                 /*
9442                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
9443                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
9444                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
9445                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
9446                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
9447                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
9448                  * like this LLC domain has tasks we could move.
9449                  */
9450                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
9451                 if (nr_busy > 1) {
9452                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9453                         goto unlock;
9454                 }
9455         }
9456 unlock:
9457         rcu_read_unlock();
9458 out:
9459         if (flags)
9460                 kick_ilb(flags);
9461 }
9462
9463 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
9464 {
9465         struct sched_domain *sd;
9466
9467         rcu_read_lock();
9468         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9469
9470         if (!sd || !sd->nohz_idle)
9471                 goto unlock;
9472         sd->nohz_idle = 0;
9473
9474         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9475 unlock:
9476         rcu_read_unlock();
9477 }
9478
9479 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
9480 {
9481         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
9482
9483         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
9484                 return;
9485
9486         rq->nohz_tick_stopped = 0;
9487         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9488         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
9489
9490         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
9491 }
9492
9493 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
9494 {
9495         struct sched_domain *sd;
9496
9497         rcu_read_lock();
9498         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9499
9500         if (!sd || sd->nohz_idle)
9501                 goto unlock;
9502         sd->nohz_idle = 1;
9503
9504         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9505 unlock:
9506         rcu_read_unlock();
9507 }
9508
9509 /*
9510  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
9511  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
9512  */
9513 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
9514 {
9515         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9516
9517         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
9518
9519         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
9520         if (!cpu_active(cpu))
9521                 return;
9522
9523         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
9524         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
9525                 return;
9526
9527         /*
9528          * Can be set safely without rq->lock held
9529          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
9530          * rq->lock is held during the check and the clear
9531          */
9532         rq->has_blocked_load = 1;
9533
9534         /*
9535          * The tick is still stopped but load could have been added in the
9536          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
9537          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
9538          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
9539          */
9540         if (rq->nohz_tick_stopped)
9541                 goto out;
9542
9543         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
9544         if (on_null_domain(rq))
9545                 return;
9546
9547         rq->nohz_tick_stopped = 1;
9548
9549         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9550         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
9551
9552         /*
9553          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
9554          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
9555          * store.
9556          */
9557         smp_mb__after_atomic();
9558
9559         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
9560
9561 out:
9562         /*
9563          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
9564          * enable the periodic update of the load of idle cpus
9565          */
9566         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9567 }
9568
9569 /*
9570  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
9571  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
9572  * tasks movement depending of flags.
9573  * The function returns false if the loop has stopped before running
9574  * through all idle CPUs.
9575  */
9576 static bool _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
9577                                enum cpu_idle_type idle)
9578 {
9579         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9580         unsigned long now = jiffies;
9581         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
9582         bool has_blocked_load = false;
9583         int update_next_balance = 0;
9584         int this_cpu = this_rq->cpu;
9585         int balance_cpu;
9586         int ret = false;
9587         struct rq *rq;
9588
9589         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
9590
9591         /*
9592          * We assume there will be no idle load after this update and clear
9593          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
9594          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
9595          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
9596          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
9597          * check the load of an idle cpu.
9598          */
9599         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
9600
9601         /*
9602          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
9603          * store from nohz_balance_enter_idle().
9604          */
9605         smp_mb();
9606
9607         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
9608                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
9609                         continue;
9610
9611                 /*
9612                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
9613                  * work being done for other CPUs. Next load
9614                  * balancing owner will pick it up.
9615                  */
9616                 if (need_resched()) {
9617                         has_blocked_load = true;
9618                         goto abort;
9619                 }
9620
9621                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
9622
9623                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq, true);
9624
9625                 /*
9626                  * If time for next balance is due,
9627                  * do the balance.
9628                  */
9629                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
9630                         struct rq_flags rf;
9631
9632                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9633                         update_rq_clock(rq);
9634                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9635
9636                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9637                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
9638                 }
9639
9640                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
9641                         next_balance = rq->next_balance;
9642                         update_next_balance = 1;
9643                 }
9644         }
9645
9646         /* Newly idle CPU doesn't need an update */
9647         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
9648                 update_blocked_averages(this_cpu);
9649                 has_blocked_load |= this_rq->has_blocked_load;
9650         }
9651
9652         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9653                 rebalance_domains(this_rq, CPU_IDLE);
9654
9655         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
9656                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
9657
9658         /* The full idle balance loop has been done */
9659         ret = true;
9660
9661 abort:
9662         /* There is still blocked load, enable periodic update */
9663         if (has_blocked_load)
9664                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9665
9666         /*
9667          * next_balance will be updated only when there is a need.
9668          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
9669          * updated.
9670          */
9671         if (likely(update_next_balance))
9672                 nohz.next_balance = next_balance;
9673
9674         return ret;
9675 }
9676
9677 /*
9678  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
9679  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
9680  */
9681 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9682 {
9683         int this_cpu = this_rq->cpu;
9684         unsigned int flags;
9685
9686         if (!(atomic_read(nohz_flags(this_cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
9687                 return false;
9688
9689         if (idle != CPU_IDLE) {
9690                 atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9691                 return false;
9692         }
9693
9694         /* could be _relaxed() */
9695         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9696         if (!(flags & NOHZ_KICK_MASK))
9697                 return false;
9698
9699         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
9700
9701         return true;
9702 }
9703
9704 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
9705 {
9706         int this_cpu = this_rq->cpu;
9707
9708         /*
9709          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
9710          * housekeeping
9711          */
9712         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
9713                 return;
9714
9715         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
9716         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
9717                 return;
9718
9719         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
9720         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
9721             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9722                 return;
9723
9724         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9725         /*
9726          * This CPU is going to be idle and blocked load of idle CPUs
9727          * need to be updated. Run the ilb locally as it is a good
9728          * candidate for ilb instead of waking up another idle CPU.
9729          * Kick an normal ilb if we failed to do the update.
9730          */
9731         if (!_nohz_idle_balance(this_rq, NOHZ_STATS_KICK, CPU_NEWLY_IDLE))
9732                 kick_ilb(NOHZ_STATS_KICK);
9733         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9734 }
9735
9736 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9737 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
9738
9739 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9740 {
9741         return false;
9742 }
9743
9744 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
9745 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9746
9747 /*
9748  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
9749  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
9750  */
9751 int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
9752 {
9753         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
9754         int this_cpu = this_rq->cpu;
9755         struct sched_domain *sd;
9756         int pulled_task = 0;
9757         u64 curr_cost = 0;
9758
9759         update_misfit_status(NULL, this_rq);
9760         /*
9761          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
9762          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
9763          */
9764         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
9765
9766         /*
9767          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
9768          */
9769         if (!cpu_active(this_cpu))
9770                 return 0;
9771
9772         /*
9773          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
9774          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
9775          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
9776          * re-start the picking loop.
9777          */
9778         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
9779
9780         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
9781             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
9782
9783                 rcu_read_lock();
9784                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
9785                 if (sd)
9786                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9787                 rcu_read_unlock();
9788
9789                 nohz_newidle_balance(this_rq);
9790
9791                 goto out;
9792         }
9793
9794         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9795
9796         update_blocked_averages(this_cpu);
9797         rcu_read_lock();
9798         for_each_domain(this_cpu, sd) {
9799                 int continue_balancing = 1;
9800                 u64 t0, domain_cost;
9801
9802                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9803                         continue;
9804
9805                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
9806                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9807                         break;
9808                 }
9809
9810                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
9811                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
9812
9813                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
9814                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
9815                                                    &continue_balancing);
9816
9817                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
9818                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
9819                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
9820
9821                         curr_cost += domain_cost;
9822                 }
9823
9824                 update_next_balance(sd, &next_balance);
9825
9826                 /*
9827                  * Stop searching for tasks to pull if there are
9828                  * now runnable tasks on this rq.
9829                  */
9830                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
9831                         break;
9832         }
9833         rcu_read_unlock();
9834
9835         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9836
9837         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
9838                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
9839
9840 out:
9841         /*
9842          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
9843          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
9844          * pretend we pulled a task.
9845          */
9846         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
9847                 pulled_task = 1;
9848
9849         /* Move the next balance forward */
9850         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
9851                 this_rq->next_balance = next_balance;
9852
9853         /* Is there a task of a high priority class? */
9854         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
9855                 pulled_task = -1;
9856
9857         if (pulled_task)
9858                 this_rq->idle_stamp = 0;
9859
9860         rq_repin_lock(this_rq, rf);
9861
9862         return pulled_task;
9863 }
9864
9865 /*
9866  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
9867  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
9868  */
9869 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
9870 {
9871         struct rq *this_rq = this_rq();
9872         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
9873                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9874
9875         /*
9876          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
9877          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
9878          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
9879          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
9880          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
9881          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9882          */
9883         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
9884                 return;
9885
9886         /* normal load balance */
9887         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
9888         rebalance_domains(this_rq, idle);
9889 }
9890
9891 /*
9892  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9893  */
9894 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9895 {
9896         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9897         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9898                 return;
9899
9900         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
9901                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
9902
9903         nohz_balancer_kick(rq);
9904 }
9905
9906 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9907 {
9908         update_sysctl();
9909
9910         update_runtime_enabled(rq);
9911 }
9912
9913 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9914 {
9915         update_sysctl();
9916
9917         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9918         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9919 }
9920
9921 #endif /* CONFIG_SMP */
9922
9923 /*
9924  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
9925  *
9926  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
9927  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
9928  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
9929  * parameters.
9930  */
9931 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9932 {
9933         struct cfs_rq *cfs_rq;
9934         struct sched_entity *se = &curr->se;
9935
9936         for_each_sched_entity(se) {
9937                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9938                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9939         }
9940
9941         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9942                 task_tick_numa(rq, curr);
9943
9944         update_misfit_status(curr, rq);
9945         update_overutilized_status(task_rq(curr));
9946 }
9947
9948 /*
9949  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9950  *  - child not yet on the tasklist
9951  *  - preemption disabled
9952  */
9953 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
9954 {
9955         struct cfs_rq *cfs_rq;
9956         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
9957         struct rq *rq = this_rq();
9958         struct rq_flags rf;
9959
9960         rq_lock(rq, &rf);
9961         update_rq_clock(rq);
9962
9963         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
9964         curr = cfs_rq->curr;
9965         if (curr) {
9966                 update_curr(cfs_rq);
9967                 se->vruntime = curr->vruntime;
9968         }
9969         place_entity(cfs_rq, se, 1);
9970
9971         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
9972                 /*
9973                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
9974                  * 'current' within the tree based on its new key value.
9975                  */
9976                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
9977                 resched_curr(rq);
9978         }
9979
9980         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9981         rq_unlock(rq, &rf);
9982 }
9983
9984 /*
9985  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9986  * the current task.
9987  */
9988 static void
9989 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9990 {
9991         if (!task_on_rq_queued(p))
9992                 return;
9993
9994         /*
9995          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9996          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9997          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9998          */
9999         if (rq->curr == p) {
10000                 if (p->prio > oldprio)
10001                         resched_curr(rq);
10002         } else
10003                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
10004 }
10005
10006 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
10007 {
10008         struct sched_entity *se = &p->se;
10009
10010         /*
10011          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
10012          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
10013          * vruntime.
10014          */
10015         if (p->on_rq)
10016                 return true;
10017
10018         /*
10019          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
10020          * But there are some cases where it has already been normalized:
10021          *
10022          * - A forked child which is waiting for being woken up by
10023          *   wake_up_new_task().
10024          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
10025          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
10026          */
10027         if (!se->sum_exec_runtime ||
10028             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
10029                 return true;
10030
10031         return false;
10032 }
10033
10034 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10035 /*
10036  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
10037  * visible to the root
10038  */
10039 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10040 {
10041         struct cfs_rq *cfs_rq;
10042
10043         /* Start to propagate at parent */
10044         se = se->parent;
10045
10046         for_each_sched_entity(se) {
10047                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10048
10049                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
10050                         break;
10051
10052                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
10053         }
10054 }
10055 #else
10056 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
10057 #endif
10058
10059 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10060 {
10061         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10062
10063         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
10064         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10065         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10066         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10067         propagate_entity_cfs_rq(se);
10068 }
10069
10070 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10071 {
10072         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10073
10074 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10075         /*
10076          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
10077          * class maintain depth value), reset depth properly.
10078          */
10079         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10080 #endif
10081
10082         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
10083         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
10084         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10085         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10086         propagate_entity_cfs_rq(se);
10087 }
10088
10089 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10090 {
10091         struct sched_entity *se = &p->se;
10092         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10093
10094         if (!vruntime_normalized(p)) {
10095                 /*
10096                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
10097                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
10098                  */
10099                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
10100                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10101         }
10102
10103         detach_entity_cfs_rq(se);
10104 }
10105
10106 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10107 {
10108         struct sched_entity *se = &p->se;
10109         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10110
10111         attach_entity_cfs_rq(se);
10112
10113         if (!vruntime_normalized(p))
10114                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
10115 }
10116
10117 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10118 {
10119         detach_task_cfs_rq(p);
10120 }
10121
10122 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10123 {
10124         attach_task_cfs_rq(p);
10125
10126         if (task_on_rq_queued(p)) {
10127                 /*
10128                  * We were most likely switched from sched_rt, so
10129                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
10130                  * if we can still preempt the current task.
10131                  */
10132                 if (rq->curr == p)
10133                         resched_curr(rq);
10134                 else
10135                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
10136         }
10137 }
10138
10139 /* Account for a task changing its policy or group.
10140  *
10141  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
10142  * migrates between groups/classes.
10143  */
10144 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10145 {
10146         struct sched_entity *se = &p->se;
10147
10148 #ifdef CONFIG_SMP
10149         if (task_on_rq_queued(p)) {
10150                 /*
10151                  * Move the next running task to the front of the list, so our
10152                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
10153                  */
10154                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
10155         }
10156 #endif
10157
10158         for_each_sched_entity(se) {
10159                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10160
10161                 set_next_entity(cfs_rq, se);
10162                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
10163                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
10164         }
10165 }
10166
10167 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
10168 {
10169         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
10170         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
10171 #ifndef CONFIG_64BIT
10172         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
10173 #endif
10174 #ifdef CONFIG_SMP
10175         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
10176 #endif
10177 }
10178
10179 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10180 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
10181 {
10182         struct sched_entity *se = &p->se;
10183
10184         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10185         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10186 }
10187
10188 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
10189 {
10190         detach_task_cfs_rq(p);
10191         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10192
10193 #ifdef CONFIG_SMP
10194         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
10195         p->se.avg.last_update_time = 0;
10196 #endif
10197         attach_task_cfs_rq(p);
10198 }
10199
10200 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
10201 {
10202         switch (type) {
10203         case TASK_SET_GROUP:
10204                 task_set_group_fair(p);
10205                 break;
10206
10207         case TASK_MOVE_GROUP:
10208                 task_move_group_fair(p);
10209                 break;
10210         }
10211 }
10212
10213 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10214 {
10215         int i;
10216
10217         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10218
10219         for_each_possible_cpu(i) {
10220                 if (tg->cfs_rq)
10221                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
10222                 if (tg->se)
10223                         kfree(tg->se[i]);
10224         }
10225
10226         kfree(tg->cfs_rq);
10227         kfree(tg->se);
10228 }
10229
10230 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10231 {
10232         struct sched_entity *se;
10233         struct cfs_rq *cfs_rq;
10234         int i;
10235
10236         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
10237         if (!tg->cfs_rq)
10238                 goto err;
10239         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
10240         if (!tg->se)
10241                 goto err;
10242
10243         tg->shares = NICE_0_LOAD;
10244
10245         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10246
10247         for_each_possible_cpu(i) {
10248                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
10249                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10250                 if (!cfs_rq)
10251                         goto err;
10252
10253                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
10254                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10255                 if (!se)
10256                         goto err_free_rq;
10257
10258                 init_cfs_rq(cfs_rq);
10259                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
10260                 init_entity_runnable_average(se);
10261         }
10262
10263         return 1;
10264
10265 err_free_rq:
10266         kfree(cfs_rq);
10267 err:
10268         return 0;
10269 }
10270
10271 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10272 {
10273         struct sched_entity *se;
10274         struct rq_flags rf;
10275         struct rq *rq;
10276         int i;
10277
10278         for_each_possible_cpu(i) {
10279                 rq = cpu_rq(i);
10280                 se = tg->se[i];
10281                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10282                 update_rq_clock(rq);
10283                 attach_entity_cfs_rq(se);
10284                 sync_throttle(tg, i);
10285                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10286         }
10287 }
10288
10289 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10290 {
10291         unsigned long flags;
10292         struct rq *rq;
10293         int cpu;
10294
10295         for_each_possible_cpu(cpu) {
10296                 if (tg->se[cpu])
10297                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
10298
10299                 /*
10300                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
10301                  * check on_list without danger of it being re-added.
10302                  */
10303                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
10304                         continue;
10305
10306                 rq = cpu_rq(cpu);
10307
10308                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
10309                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
10310                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
10311         }
10312 }
10313
10314 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
10315                         struct sched_entity *se, int cpu,
10316                         struct sched_entity *parent)
10317 {
10318         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10319
10320         cfs_rq->tg = tg;
10321         cfs_rq->rq = rq;
10322         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
10323
10324         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
10325         tg->se[cpu] = se;
10326
10327         /* se could be NULL for root_task_group */
10328         if (!se)
10329                 return;
10330
10331         if (!parent) {
10332                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
10333                 se->depth = 0;
10334         } else {
10335                 se->cfs_rq = parent->my_q;
10336                 se->depth = parent->depth + 1;
10337         }
10338
10339         se->my_q = cfs_rq;
10340         /* guarantee group entities always have weight */
10341         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
10342         se->parent = parent;
10343 }
10344
10345 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
10346
10347 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
10348 {
10349         int i;
10350
10351         /*
10352          * We can't change the weight of the root cgroup.
10353          */
10354         if (!tg->se[0])
10355                 return -EINVAL;
10356
10357         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
10358
10359         mutex_lock(&shares_mutex);
10360         if (tg->shares == shares)
10361                 goto done;
10362
10363         tg->shares = shares;
10364         for_each_possible_cpu(i) {
10365                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
10366                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
10367                 struct rq_flags rf;
10368
10369                 /* Propagate contribution to hierarchy */
10370                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10371                 update_rq_clock(rq);
10372                 for_each_sched_entity(se) {
10373                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
10374                         update_cfs_group(se);
10375                 }
10376                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10377         }
10378
10379 done:
10380         mutex_unlock(&shares_mutex);
10381         return 0;
10382 }
10383 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10384
10385 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10386
10387 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10388 {
10389         return 1;
10390 }
10391
10392 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10393
10394 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10395
10396 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10397
10398
10399 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
10400 {
10401         struct sched_entity *se = &task->se;
10402         unsigned int rr_interval = 0;
10403
10404         /*
10405          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
10406          * idle runqueue:
10407          */
10408         if (rq->cfs.load.weight)
10409                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
10410
10411         return rr_interval;
10412 }
10413
10414 /*
10415  * All the scheduling class methods:
10416  */
10417 const struct sched_class fair_sched_class = {
10418         .next                   = &idle_sched_class,
10419         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
10420         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
10421         .yield_task             = yield_task_fair,
10422         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
10423
10424         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
10425
10426         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
10427
10428         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
10429         .set_next_task          = set_next_task_fair,
10430
10431 #ifdef CONFIG_SMP
10432         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
10433         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
10434
10435         .rq_online              = rq_online_fair,
10436         .rq_offline             = rq_offline_fair,
10437
10438         .task_dead              = task_dead_fair,
10439         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
10440 #endif
10441
10442         .task_tick              = task_tick_fair,
10443         .task_fork              = task_fork_fair,
10444
10445         .prio_changed           = prio_changed_fair,
10446         .switched_from          = switched_from_fair,
10447         .switched_to            = switched_to_fair,
10448
10449         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
10450
10451         .update_curr            = update_curr_fair,
10452
10453 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10454         .task_change_group      = task_change_group_fair,
10455 #endif
10456
10457 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
10458         .uclamp_enabled         = 1,
10459 #endif
10460 };
10461
10462 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
10463 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
10464 {
10465         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
10466
10467         rcu_read_lock();
10468         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
10469                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
10470         rcu_read_unlock();
10471 }
10472
10473 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10474 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
10475 {
10476         int node;
10477         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
10478         struct numa_group *ng;
10479
10480         rcu_read_lock();
10481         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
10482         for_each_online_node(node) {
10483                 if (p->numa_faults) {
10484                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
10485                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10486                 }
10487                 if (ng) {
10488                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
10489                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10490                 }
10491                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
10492         }
10493         rcu_read_unlock();
10494 }
10495 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10496 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
10497
10498 __init void init_sched_fair_class(void)
10499 {
10500 #ifdef CONFIG_SMP
10501         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
10502
10503 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10504         nohz.next_balance = jiffies;
10505         nohz.next_blocked = jiffies;
10506         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
10507 #endif
10508 #endif /* SMP */
10509
10510 }
10511
10512 /*
10513  * Helper functions to facilitate extracting info from tracepoints.
10514  */
10515
10516 const struct sched_avg *sched_trace_cfs_rq_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
10517 {
10518 #ifdef CONFIG_SMP
10519         return cfs_rq ? &cfs_rq->avg : NULL;
10520 #else
10521         return NULL;
10522 #endif
10523 }
10524 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_avg);
10525
10526 char *sched_trace_cfs_rq_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *str, int len)
10527 {
10528         if (!cfs_rq) {
10529                 if (str)
10530                         strlcpy(str, "(null)", len);
10531                 else
10532                         return NULL;
10533         }
10534
10535         cfs_rq_tg_path(cfs_rq, str, len);
10536         return str;
10537 }
10538 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_path);
10539
10540 int sched_trace_cfs_rq_cpu(struct cfs_rq *cfs_rq)
10541 {
10542         return cfs_rq ? cpu_of(rq_of(cfs_rq)) : -1;
10543 }
10544 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_cpu);
10545
10546 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_rt(struct rq *rq)
10547 {
10548 #ifdef CONFIG_SMP
10549         return rq ? &rq->avg_rt : NULL;
10550 #else
10551         return NULL;
10552 #endif
10553 }
10554 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_rt);
10555
10556 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_dl(struct rq *rq)
10557 {
10558 #ifdef CONFIG_SMP
10559         return rq ? &rq->avg_dl : NULL;
10560 #else
10561         return NULL;
10562 #endif
10563 }
10564 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_dl);
10565
10566 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_irq(struct rq *rq)
10567 {
10568 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ)
10569         return rq ? &rq->avg_irq : NULL;
10570 #else
10571         return NULL;
10572 #endif
10573 }
10574 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_irq);
10575
10576 int sched_trace_rq_cpu(struct rq *rq)
10577 {
10578         return rq ? cpu_of(rq) : -1;
10579 }
10580 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu);
10581
10582 const struct cpumask *sched_trace_rd_span(struct root_domain *rd)
10583 {
10584 #ifdef CONFIG_SMP
10585         return rd ? rd->span : NULL;
10586 #else
10587         return NULL;
10588 #endif
10589 }
10590 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rd_span);