Merge branch 'sched/warnings' into sched/core, to pick up WARN_ON_ONCE() conversion...
[linux-2.6-block.git] / kernel / sched / fair.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
4  *
5  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
6  *
7  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
8  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
9  *
10  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
11  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
12  *
13  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
14  *  Copyright IBM Corporation, 2007
15  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
16  *
17  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
18  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
19  *
20  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
21  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
22  */
23 #include <linux/energy_model.h>
24 #include <linux/mmap_lock.h>
25 #include <linux/hugetlb_inline.h>
26 #include <linux/jiffies.h>
27 #include <linux/mm_api.h>
28 #include <linux/highmem.h>
29 #include <linux/spinlock_api.h>
30 #include <linux/cpumask_api.h>
31 #include <linux/lockdep_api.h>
32 #include <linux/softirq.h>
33 #include <linux/refcount_api.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/sched/clock.h>
36 #include <linux/sched/cond_resched.h>
37 #include <linux/sched/cputime.h>
38 #include <linux/sched/isolation.h>
39 #include <linux/sched/nohz.h>
40
41 #include <linux/cpuidle.h>
42 #include <linux/interrupt.h>
43 #include <linux/mempolicy.h>
44 #include <linux/mutex_api.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/psi.h>
47 #include <linux/ratelimit.h>
48 #include <linux/task_work.h>
49
50 #include <asm/switch_to.h>
51
52 #include <linux/sched/cond_resched.h>
53
54 #include "sched.h"
55 #include "stats.h"
56 #include "autogroup.h"
57
58 /*
59  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
60  *
61  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
62  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
63  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
64  * based scheduling concepts.
65  *
66  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
67  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
68  *
69  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
70  */
71 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
72 static unsigned int normalized_sysctl_sched_latency     = 6000000ULL;
73
74 /*
75  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
76  *
77  * Options are:
78  *
79  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
80  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
81  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
82  *
83  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
84  */
85 unsigned int sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
86
87 /*
88  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
89  *
90  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
91  */
92 unsigned int sysctl_sched_min_granularity                       = 750000ULL;
93 static unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity     = 750000ULL;
94
95 /*
96  * Minimal preemption granularity for CPU-bound SCHED_IDLE tasks.
97  * Applies only when SCHED_IDLE tasks compete with normal tasks.
98  *
99  * (default: 0.75 msec)
100  */
101 unsigned int sysctl_sched_idle_min_granularity                  = 750000ULL;
102
103 /*
104  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
105  */
106 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
107
108 /*
109  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
110  * parent will (try to) run first.
111  */
112 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
113
114 /*
115  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
116  *
117  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
118  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
119  * have immediate wakeup/sleep latencies.
120  *
121  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
122  */
123 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity                    = 1000000UL;
124 static unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity  = 1000000UL;
125
126 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
127
128 int sched_thermal_decay_shift;
129 static int __init setup_sched_thermal_decay_shift(char *str)
130 {
131         int _shift = 0;
132
133         if (kstrtoint(str, 0, &_shift))
134                 pr_warn("Unable to set scheduler thermal pressure decay shift parameter\n");
135
136         sched_thermal_decay_shift = clamp(_shift, 0, 10);
137         return 1;
138 }
139 __setup("sched_thermal_decay_shift=", setup_sched_thermal_decay_shift);
140
141 #ifdef CONFIG_SMP
142 /*
143  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
144  */
145 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
146 {
147         return -cpu;
148 }
149
150 /*
151  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity.
152  *
153  * (default: ~20%)
154  */
155 #define fits_capacity(cap, max) ((cap) * 1280 < (max) * 1024)
156
157 /*
158  * The margin used when comparing CPU capacities.
159  * is 'cap1' noticeably greater than 'cap2'
160  *
161  * (default: ~5%)
162  */
163 #define capacity_greater(cap1, cap2) ((cap1) * 1024 > (cap2) * 1078)
164 #endif
165
166 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
167 /*
168  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
169  * each time a cfs_rq requests quota.
170  *
171  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
172  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
173  * we will always only issue the remaining available time.
174  *
175  * (default: 5 msec, units: microseconds)
176  */
177 static unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice            = 5000UL;
178 #endif
179
180 #ifdef CONFIG_SYSCTL
181 static struct ctl_table sched_fair_sysctls[] = {
182         {
183                 .procname       = "sched_child_runs_first",
184                 .data           = &sysctl_sched_child_runs_first,
185                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
186                 .mode           = 0644,
187                 .proc_handler   = proc_dointvec,
188         },
189 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
190         {
191                 .procname       = "sched_cfs_bandwidth_slice_us",
192                 .data           = &sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice,
193                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
194                 .mode           = 0644,
195                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
196                 .extra1         = SYSCTL_ONE,
197         },
198 #endif
199         {}
200 };
201
202 static int __init sched_fair_sysctl_init(void)
203 {
204         register_sysctl_init("kernel", sched_fair_sysctls);
205         return 0;
206 }
207 late_initcall(sched_fair_sysctl_init);
208 #endif
209
210 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
211 {
212         lw->weight += inc;
213         lw->inv_weight = 0;
214 }
215
216 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
217 {
218         lw->weight -= dec;
219         lw->inv_weight = 0;
220 }
221
222 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
223 {
224         lw->weight = w;
225         lw->inv_weight = 0;
226 }
227
228 /*
229  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
230  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
231  * to users decreases. But the relationship is not linear,
232  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
233  * number of CPUs.
234  *
235  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
236  */
237 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
238 {
239         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
240         unsigned int factor;
241
242         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
243         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
244                 factor = 1;
245                 break;
246         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
247                 factor = cpus;
248                 break;
249         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
250         default:
251                 factor = 1 + ilog2(cpus);
252                 break;
253         }
254
255         return factor;
256 }
257
258 static void update_sysctl(void)
259 {
260         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
261
262 #define SET_SYSCTL(name) \
263         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
264         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
265         SET_SYSCTL(sched_latency);
266         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
267 #undef SET_SYSCTL
268 }
269
270 void __init sched_init_granularity(void)
271 {
272         update_sysctl();
273 }
274
275 #define WMULT_CONST     (~0U)
276 #define WMULT_SHIFT     32
277
278 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
279 {
280         unsigned long w;
281
282         if (likely(lw->inv_weight))
283                 return;
284
285         w = scale_load_down(lw->weight);
286
287         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
288                 lw->inv_weight = 1;
289         else if (unlikely(!w))
290                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
291         else
292                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
293 }
294
295 /*
296  * delta_exec * weight / lw.weight
297  *   OR
298  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
299  *
300  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
301  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
302  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
303  *
304  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
305  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
306  */
307 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
308 {
309         u64 fact = scale_load_down(weight);
310         u32 fact_hi = (u32)(fact >> 32);
311         int shift = WMULT_SHIFT;
312         int fs;
313
314         __update_inv_weight(lw);
315
316         if (unlikely(fact_hi)) {
317                 fs = fls(fact_hi);
318                 shift -= fs;
319                 fact >>= fs;
320         }
321
322         fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
323
324         fact_hi = (u32)(fact >> 32);
325         if (fact_hi) {
326                 fs = fls(fact_hi);
327                 shift -= fs;
328                 fact >>= fs;
329         }
330
331         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
332 }
333
334
335 const struct sched_class fair_sched_class;
336
337 /**************************************************************
338  * CFS operations on generic schedulable entities:
339  */
340
341 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
342
343 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
344 #define for_each_sched_entity(se) \
345                 for (; se; se = se->parent)
346
347 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
348 {
349         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
350         int cpu = cpu_of(rq);
351
352         if (cfs_rq->on_list)
353                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
354
355         cfs_rq->on_list = 1;
356
357         /*
358          * Ensure we either appear before our parent (if already
359          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
360          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
361          * reduces this to two cases and a special case for the root
362          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
363          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
364          * to a tree or when we reach the top of the tree
365          */
366         if (cfs_rq->tg->parent &&
367             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
368                 /*
369                  * If parent is already on the list, we add the child
370                  * just before. Thanks to circular linked property of
371                  * the list, this means to put the child at the tail
372                  * of the list that starts by parent.
373                  */
374                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
375                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
376                 /*
377                  * The branch is now connected to its tree so we can
378                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
379                  * list.
380                  */
381                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
382                 return true;
383         }
384
385         if (!cfs_rq->tg->parent) {
386                 /*
387                  * cfs rq without parent should be put
388                  * at the tail of the list.
389                  */
390                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
391                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
392                 /*
393                  * We have reach the top of a tree so we can reset
394                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
395                  */
396                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
397                 return true;
398         }
399
400         /*
401          * The parent has not already been added so we want to
402          * make sure that it will be put after us.
403          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
404          * where we will add parent.
405          */
406         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
407         /*
408          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
409          * of the branch
410          */
411         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
412         return false;
413 }
414
415 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
416 {
417         if (cfs_rq->on_list) {
418                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
419
420                 /*
421                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
422                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
423                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
424                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
425                  * at the end of the enqueue.
426                  */
427                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
428                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
429
430                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
431                 cfs_rq->on_list = 0;
432         }
433 }
434
435 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
436 {
437         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
438 }
439
440 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
441 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
442         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
443                                  leaf_cfs_rq_list)
444
445 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
446 static inline struct cfs_rq *
447 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
448 {
449         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
450                 return se->cfs_rq;
451
452         return NULL;
453 }
454
455 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
456 {
457         return se->parent;
458 }
459
460 static void
461 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
462 {
463         int se_depth, pse_depth;
464
465         /*
466          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
467          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
468          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
469          * parent.
470          */
471
472         /* First walk up until both entities are at same depth */
473         se_depth = (*se)->depth;
474         pse_depth = (*pse)->depth;
475
476         while (se_depth > pse_depth) {
477                 se_depth--;
478                 *se = parent_entity(*se);
479         }
480
481         while (pse_depth > se_depth) {
482                 pse_depth--;
483                 *pse = parent_entity(*pse);
484         }
485
486         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
487                 *se = parent_entity(*se);
488                 *pse = parent_entity(*pse);
489         }
490 }
491
492 static int tg_is_idle(struct task_group *tg)
493 {
494         return tg->idle > 0;
495 }
496
497 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
498 {
499         return cfs_rq->idle > 0;
500 }
501
502 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
503 {
504         if (entity_is_task(se))
505                 return task_has_idle_policy(task_of(se));
506         return cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se));
507 }
508
509 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
510
511 #define for_each_sched_entity(se) \
512                 for (; se; se = NULL)
513
514 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
515 {
516         return true;
517 }
518
519 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
520 {
521 }
522
523 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
524 {
525 }
526
527 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
528                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
529
530 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
531 {
532         return NULL;
533 }
534
535 static inline void
536 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
537 {
538 }
539
540 static inline int tg_is_idle(struct task_group *tg)
541 {
542         return 0;
543 }
544
545 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
546 {
547         return 0;
548 }
549
550 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
551 {
552         return 0;
553 }
554
555 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
556
557 static __always_inline
558 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
559
560 /**************************************************************
561  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
562  */
563
564 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
565 {
566         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
567         if (delta > 0)
568                 max_vruntime = vruntime;
569
570         return max_vruntime;
571 }
572
573 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
574 {
575         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
576         if (delta < 0)
577                 min_vruntime = vruntime;
578
579         return min_vruntime;
580 }
581
582 static inline bool entity_before(struct sched_entity *a,
583                                 struct sched_entity *b)
584 {
585         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
586 }
587
588 #define __node_2_se(node) \
589         rb_entry((node), struct sched_entity, run_node)
590
591 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
592 {
593         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
594         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
595
596         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
597
598         if (curr) {
599                 if (curr->on_rq)
600                         vruntime = curr->vruntime;
601                 else
602                         curr = NULL;
603         }
604
605         if (leftmost) { /* non-empty tree */
606                 struct sched_entity *se = __node_2_se(leftmost);
607
608                 if (!curr)
609                         vruntime = se->vruntime;
610                 else
611                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
612         }
613
614         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
615         u64_u32_store(cfs_rq->min_vruntime,
616                       max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime));
617 }
618
619 static inline bool __entity_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
620 {
621         return entity_before(__node_2_se(a), __node_2_se(b));
622 }
623
624 /*
625  * Enqueue an entity into the rb-tree:
626  */
627 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
628 {
629         rb_add_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline, __entity_less);
630 }
631
632 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
633 {
634         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
635 }
636
637 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
638 {
639         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
640
641         if (!left)
642                 return NULL;
643
644         return __node_2_se(left);
645 }
646
647 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
648 {
649         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
650
651         if (!next)
652                 return NULL;
653
654         return __node_2_se(next);
655 }
656
657 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
658 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
659 {
660         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
661
662         if (!last)
663                 return NULL;
664
665         return __node_2_se(last);
666 }
667
668 /**************************************************************
669  * Scheduling class statistics methods:
670  */
671
672 int sched_update_scaling(void)
673 {
674         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
675
676         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
677                                         sysctl_sched_min_granularity);
678
679 #define WRT_SYSCTL(name) \
680         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
681         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
682         WRT_SYSCTL(sched_latency);
683         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
684 #undef WRT_SYSCTL
685
686         return 0;
687 }
688 #endif
689
690 /*
691  * delta /= w
692  */
693 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
694 {
695         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
696                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
697
698         return delta;
699 }
700
701 /*
702  * The idea is to set a period in which each task runs once.
703  *
704  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
705  * this period because otherwise the slices get too small.
706  *
707  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
708  */
709 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
710 {
711         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
712                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
713         else
714                 return sysctl_sched_latency;
715 }
716
717 static bool sched_idle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
718
719 /*
720  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
721  * proportional to the weight.
722  *
723  * s = p*P[w/rw]
724  */
725 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
726 {
727         unsigned int nr_running = cfs_rq->nr_running;
728         struct sched_entity *init_se = se;
729         unsigned int min_gran;
730         u64 slice;
731
732         if (sched_feat(ALT_PERIOD))
733                 nr_running = rq_of(cfs_rq)->cfs.h_nr_running;
734
735         slice = __sched_period(nr_running + !se->on_rq);
736
737         for_each_sched_entity(se) {
738                 struct load_weight *load;
739                 struct load_weight lw;
740                 struct cfs_rq *qcfs_rq;
741
742                 qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
743                 load = &qcfs_rq->load;
744
745                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
746                         lw = qcfs_rq->load;
747
748                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
749                         load = &lw;
750                 }
751                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
752         }
753
754         if (sched_feat(BASE_SLICE)) {
755                 if (se_is_idle(init_se) && !sched_idle_cfs_rq(cfs_rq))
756                         min_gran = sysctl_sched_idle_min_granularity;
757                 else
758                         min_gran = sysctl_sched_min_granularity;
759
760                 slice = max_t(u64, slice, min_gran);
761         }
762
763         return slice;
764 }
765
766 /*
767  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
768  *
769  * vs = s/w
770  */
771 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
772 {
773         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
774 }
775
776 #include "pelt.h"
777 #ifdef CONFIG_SMP
778
779 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
780 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
781 static unsigned long capacity_of(int cpu);
782
783 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
784 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
785 {
786         struct sched_avg *sa = &se->avg;
787
788         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
789
790         /*
791          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
792          * they get a chance to stabilize to their real load level.
793          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
794          * nothing has been attached to the task group yet.
795          */
796         if (entity_is_task(se))
797                 sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
798
799         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
800 }
801
802 /*
803  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
804  * based on the cfs_rq's current util_avg:
805  *
806  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
807  *
808  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
809  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
810  * as when the series is a harmonic series.
811  *
812  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
813  * only 1/2 of the left utilization budget:
814  *
815  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
816  *
817  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
818  *
819  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
820  * the beginning would be like:
821  *
822  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
823  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
824  *
825  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
826  * if util_avg > util_avg_cap.
827  */
828 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
829 {
830         struct sched_entity *se = &p->se;
831         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
832         struct sched_avg *sa = &se->avg;
833         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
834         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
835
836         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
837                 /*
838                  * For !fair tasks do:
839                  *
840                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
841                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
842                 switched_from_fair(rq, p);
843                  *
844                  * such that the next switched_to_fair() has the
845                  * expected state.
846                  */
847                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
848                 return;
849         }
850
851         if (cap > 0) {
852                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
853                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
854                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
855
856                         if (sa->util_avg > cap)
857                                 sa->util_avg = cap;
858                 } else {
859                         sa->util_avg = cap;
860                 }
861         }
862
863         sa->runnable_avg = sa->util_avg;
864 }
865
866 #else /* !CONFIG_SMP */
867 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
868 {
869 }
870 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
871 {
872 }
873 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
874 {
875 }
876 #endif /* CONFIG_SMP */
877
878 /*
879  * Update the current task's runtime statistics.
880  */
881 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
882 {
883         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
884         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
885         u64 delta_exec;
886
887         if (unlikely(!curr))
888                 return;
889
890         delta_exec = now - curr->exec_start;
891         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
892                 return;
893
894         curr->exec_start = now;
895
896         if (schedstat_enabled()) {
897                 struct sched_statistics *stats;
898
899                 stats = __schedstats_from_se(curr);
900                 __schedstat_set(stats->exec_max,
901                                 max(delta_exec, stats->exec_max));
902         }
903
904         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
905         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
906
907         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
908         update_min_vruntime(cfs_rq);
909
910         if (entity_is_task(curr)) {
911                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
912
913                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
914                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
915                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
916         }
917
918         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
919 }
920
921 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
922 {
923         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
924 }
925
926 static inline void
927 update_stats_wait_start_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
928 {
929         struct sched_statistics *stats;
930         struct task_struct *p = NULL;
931
932         if (!schedstat_enabled())
933                 return;
934
935         stats = __schedstats_from_se(se);
936
937         if (entity_is_task(se))
938                 p = task_of(se);
939
940         __update_stats_wait_start(rq_of(cfs_rq), p, stats);
941 }
942
943 static inline void
944 update_stats_wait_end_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
945 {
946         struct sched_statistics *stats;
947         struct task_struct *p = NULL;
948
949         if (!schedstat_enabled())
950                 return;
951
952         stats = __schedstats_from_se(se);
953
954         /*
955          * When the sched_schedstat changes from 0 to 1, some sched se
956          * maybe already in the runqueue, the se->statistics.wait_start
957          * will be 0.So it will let the delta wrong. We need to avoid this
958          * scenario.
959          */
960         if (unlikely(!schedstat_val(stats->wait_start)))
961                 return;
962
963         if (entity_is_task(se))
964                 p = task_of(se);
965
966         __update_stats_wait_end(rq_of(cfs_rq), p, stats);
967 }
968
969 static inline void
970 update_stats_enqueue_sleeper_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
971 {
972         struct sched_statistics *stats;
973         struct task_struct *tsk = NULL;
974
975         if (!schedstat_enabled())
976                 return;
977
978         stats = __schedstats_from_se(se);
979
980         if (entity_is_task(se))
981                 tsk = task_of(se);
982
983         __update_stats_enqueue_sleeper(rq_of(cfs_rq), tsk, stats);
984 }
985
986 /*
987  * Task is being enqueued - update stats:
988  */
989 static inline void
990 update_stats_enqueue_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
991 {
992         if (!schedstat_enabled())
993                 return;
994
995         /*
996          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
997          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
998          */
999         if (se != cfs_rq->curr)
1000                 update_stats_wait_start_fair(cfs_rq, se);
1001
1002         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1003                 update_stats_enqueue_sleeper_fair(cfs_rq, se);
1004 }
1005
1006 static inline void
1007 update_stats_dequeue_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1008 {
1009
1010         if (!schedstat_enabled())
1011                 return;
1012
1013         /*
1014          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1015          * waiting task:
1016          */
1017         if (se != cfs_rq->curr)
1018                 update_stats_wait_end_fair(cfs_rq, se);
1019
1020         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1021                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1022                 unsigned int state;
1023
1024                 /* XXX racy against TTWU */
1025                 state = READ_ONCE(tsk->__state);
1026                 if (state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1027                         __schedstat_set(tsk->stats.sleep_start,
1028                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1029                 if (state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1030                         __schedstat_set(tsk->stats.block_start,
1031                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1032         }
1033 }
1034
1035 /*
1036  * We are picking a new current task - update its stats:
1037  */
1038 static inline void
1039 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1040 {
1041         /*
1042          * We are starting a new run period:
1043          */
1044         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1045 }
1046
1047 /**************************************************
1048  * Scheduling class queueing methods:
1049  */
1050
1051 #ifdef CONFIG_NUMA
1052 #define NUMA_IMBALANCE_MIN 2
1053
1054 static inline long
1055 adjust_numa_imbalance(int imbalance, int dst_running, int imb_numa_nr)
1056 {
1057         /*
1058          * Allow a NUMA imbalance if busy CPUs is less than the maximum
1059          * threshold. Above this threshold, individual tasks may be contending
1060          * for both memory bandwidth and any shared HT resources.  This is an
1061          * approximation as the number of running tasks may not be related to
1062          * the number of busy CPUs due to sched_setaffinity.
1063          */
1064         if (dst_running > imb_numa_nr)
1065                 return imbalance;
1066
1067         /*
1068          * Allow a small imbalance based on a simple pair of communicating
1069          * tasks that remain local when the destination is lightly loaded.
1070          */
1071         if (imbalance <= NUMA_IMBALANCE_MIN)
1072                 return 0;
1073
1074         return imbalance;
1075 }
1076 #endif /* CONFIG_NUMA */
1077
1078 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1079 /*
1080  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1081  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1082  * numa_balancing_scan_size.
1083  */
1084 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1085 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1086
1087 /* Portion of address space to scan in MB */
1088 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1089
1090 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1091 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1092
1093 struct numa_group {
1094         refcount_t refcount;
1095
1096         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1097         int nr_tasks;
1098         pid_t gid;
1099         int active_nodes;
1100
1101         struct rcu_head rcu;
1102         unsigned long total_faults;
1103         unsigned long max_faults_cpu;
1104         /*
1105          * faults[] array is split into two regions: faults_mem and faults_cpu.
1106          *
1107          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1108          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1109          * more by CPU use than by memory faults.
1110          */
1111         unsigned long faults[];
1112 };
1113
1114 /*
1115  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1116  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1117  */
1118 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1119 {
1120         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1121                 (lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p))) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1122 }
1123
1124 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1125 {
1126         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1127 }
1128
1129 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1130 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1131
1132 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1133 {
1134         unsigned long rss = 0;
1135         unsigned long nr_scan_pages;
1136
1137         /*
1138          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1139          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1140          * on resident pages
1141          */
1142         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1143         rss = get_mm_rss(p->mm);
1144         if (!rss)
1145                 rss = nr_scan_pages;
1146
1147         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1148         return rss / nr_scan_pages;
1149 }
1150
1151 /* For sanity's sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1152 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1153
1154 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1155 {
1156         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1157         unsigned int scan, floor;
1158         unsigned int windows = 1;
1159
1160         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1161                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1162         floor = 1000 / windows;
1163
1164         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1165         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1166 }
1167
1168 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1169 {
1170         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1171         unsigned long period = smin;
1172         struct numa_group *ng;
1173
1174         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1175         rcu_read_lock();
1176         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1177         if (ng) {
1178                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1179                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1180
1181                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1182                 period *= shared + 1;
1183                 period /= private + shared + 1;
1184         }
1185         rcu_read_unlock();
1186
1187         return max(smin, period);
1188 }
1189
1190 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1191 {
1192         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1193         unsigned long smax;
1194         struct numa_group *ng;
1195
1196         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1197         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1198
1199         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1200         ng = deref_curr_numa_group(p);
1201         if (ng) {
1202                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1203                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1204                 unsigned long period = smax;
1205
1206                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1207                 period *= shared + 1;
1208                 period /= private + shared + 1;
1209
1210                 smax = max(smax, period);
1211         }
1212
1213         return max(smin, smax);
1214 }
1215
1216 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1217 {
1218         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1219         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1220 }
1221
1222 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1223 {
1224         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1225         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1226 }
1227
1228 /* Shared or private faults. */
1229 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1230
1231 /* Memory and CPU locality */
1232 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1233
1234 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1235 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1236
1237 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1238 {
1239         struct numa_group *ng;
1240         pid_t gid = 0;
1241
1242         rcu_read_lock();
1243         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1244         if (ng)
1245                 gid = ng->gid;
1246         rcu_read_unlock();
1247
1248         return gid;
1249 }
1250
1251 /*
1252  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1253  * occupy the first half of the array. The second half of the
1254  * array is for current counters, which are averaged into the
1255  * first set by task_numa_placement.
1256  */
1257 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1258 {
1259         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1260 }
1261
1262 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1263 {
1264         if (!p->numa_faults)
1265                 return 0;
1266
1267         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1268                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1269 }
1270
1271 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1272 {
1273         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1274
1275         if (!ng)
1276                 return 0;
1277
1278         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1279                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1280 }
1281
1282 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1283 {
1284         return group->faults[task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, 0)] +
1285                 group->faults[task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, 1)];
1286 }
1287
1288 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1289 {
1290         unsigned long faults = 0;
1291         int node;
1292
1293         for_each_online_node(node) {
1294                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1295         }
1296
1297         return faults;
1298 }
1299
1300 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1301 {
1302         unsigned long faults = 0;
1303         int node;
1304
1305         for_each_online_node(node) {
1306                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1307         }
1308
1309         return faults;
1310 }
1311
1312 /*
1313  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1314  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1315  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1316  */
1317 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1318
1319 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1320 {
1321         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1322 }
1323
1324 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1325 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1326                                         int lim_dist, bool task)
1327 {
1328         unsigned long score = 0;
1329         int node, max_dist;
1330
1331         /*
1332          * All nodes are directly connected, and the same distance
1333          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1334          */
1335         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1336                 return 0;
1337
1338         /* sched_max_numa_distance may be changed in parallel. */
1339         max_dist = READ_ONCE(sched_max_numa_distance);
1340         /*
1341          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1342          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1343          */
1344         for_each_online_node(node) {
1345                 unsigned long faults;
1346                 int dist = node_distance(nid, node);
1347
1348                 /*
1349                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1350                  * for placement; nid was already counted.
1351                  */
1352                 if (dist >= max_dist || node == nid)
1353                         continue;
1354
1355                 /*
1356                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1357                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1358                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1359                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1360                  * of each group. Skip other nodes.
1361                  */
1362                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE && dist >= lim_dist)
1363                         continue;
1364
1365                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1366                 if (task)
1367                         faults = task_faults(p, node);
1368                 else
1369                         faults = group_faults(p, node);
1370
1371                 /*
1372                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1373                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1374                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1375                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1376                  * The further away a node is, the less the faults count.
1377                  * This seems to result in good task placement.
1378                  */
1379                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1380                         faults *= (max_dist - dist);
1381                         faults /= (max_dist - LOCAL_DISTANCE);
1382                 }
1383
1384                 score += faults;
1385         }
1386
1387         return score;
1388 }
1389
1390 /*
1391  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1392  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1393  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1394  * evenly spread out between numa nodes.
1395  */
1396 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1397                                         int dist)
1398 {
1399         unsigned long faults, total_faults;
1400
1401         if (!p->numa_faults)
1402                 return 0;
1403
1404         total_faults = p->total_numa_faults;
1405
1406         if (!total_faults)
1407                 return 0;
1408
1409         faults = task_faults(p, nid);
1410         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1411
1412         return 1000 * faults / total_faults;
1413 }
1414
1415 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1416                                          int dist)
1417 {
1418         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1419         unsigned long faults, total_faults;
1420
1421         if (!ng)
1422                 return 0;
1423
1424         total_faults = ng->total_faults;
1425
1426         if (!total_faults)
1427                 return 0;
1428
1429         faults = group_faults(p, nid);
1430         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1431
1432         return 1000 * faults / total_faults;
1433 }
1434
1435 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1436                                 int src_nid, int dst_cpu)
1437 {
1438         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1439         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1440         int last_cpupid, this_cpupid;
1441
1442         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1443         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1444
1445         /*
1446          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1447          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1448          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1449          * executed below.
1450          */
1451         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1452             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1453                 return true;
1454
1455         /*
1456          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1457          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1458          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1459          *
1460          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1461          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1462          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1463          *
1464          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1465          * same result twice in a row, given these samples are fully
1466          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1467          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1468          *
1469          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1470          * act on an unlikely task<->page relation.
1471          */
1472         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1473                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1474                 return false;
1475
1476         /* Always allow migrate on private faults */
1477         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1478                 return true;
1479
1480         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1481         if (!ng)
1482                 return true;
1483
1484         /*
1485          * Destination node is much more heavily used than the source
1486          * node? Allow migration.
1487          */
1488         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1489                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1490                 return true;
1491
1492         /*
1493          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1494          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1495          *
1496          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1497          * --------------- * - > ---------------
1498          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1499          */
1500         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1501                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1502 }
1503
1504 /*
1505  * 'numa_type' describes the node at the moment of load balancing.
1506  */
1507 enum numa_type {
1508         /* The node has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
1509         node_has_spare = 0,
1510         /*
1511          * The node is fully used and the tasks don't compete for more CPU
1512          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
1513          */
1514         node_fully_busy,
1515         /*
1516          * The node is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
1517          * tasks.
1518          */
1519         node_overloaded
1520 };
1521
1522 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1523 struct numa_stats {
1524         unsigned long load;
1525         unsigned long runnable;
1526         unsigned long util;
1527         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1528         unsigned long compute_capacity;
1529         unsigned int nr_running;
1530         unsigned int weight;
1531         enum numa_type node_type;
1532         int idle_cpu;
1533 };
1534
1535 static inline bool is_core_idle(int cpu)
1536 {
1537 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1538         int sibling;
1539
1540         for_each_cpu(sibling, cpu_smt_mask(cpu)) {
1541                 if (cpu == sibling)
1542                         continue;
1543
1544                 if (!idle_cpu(sibling))
1545                         return false;
1546         }
1547 #endif
1548
1549         return true;
1550 }
1551
1552 struct task_numa_env {
1553         struct task_struct *p;
1554
1555         int src_cpu, src_nid;
1556         int dst_cpu, dst_nid;
1557         int imb_numa_nr;
1558
1559         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1560
1561         int imbalance_pct;
1562         int dist;
1563
1564         struct task_struct *best_task;
1565         long best_imp;
1566         int best_cpu;
1567 };
1568
1569 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq);
1570 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq);
1571
1572 static inline enum
1573 numa_type numa_classify(unsigned int imbalance_pct,
1574                          struct numa_stats *ns)
1575 {
1576         if ((ns->nr_running > ns->weight) &&
1577             (((ns->compute_capacity * 100) < (ns->util * imbalance_pct)) ||
1578              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) < (ns->runnable * 100))))
1579                 return node_overloaded;
1580
1581         if ((ns->nr_running < ns->weight) ||
1582             (((ns->compute_capacity * 100) > (ns->util * imbalance_pct)) &&
1583              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) > (ns->runnable * 100))))
1584                 return node_has_spare;
1585
1586         return node_fully_busy;
1587 }
1588
1589 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1590 /* Forward declarations of select_idle_sibling helpers */
1591 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def);
1592 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1593 {
1594         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present) ||
1595             idle_core >= 0 || !test_idle_cores(cpu, false))
1596                 return idle_core;
1597
1598         /*
1599          * Prefer cores instead of packing HT siblings
1600          * and triggering future load balancing.
1601          */
1602         if (is_core_idle(cpu))
1603                 idle_core = cpu;
1604
1605         return idle_core;
1606 }
1607 #else
1608 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1609 {
1610         return idle_core;
1611 }
1612 #endif
1613
1614 /*
1615  * Gather all necessary information to make NUMA balancing placement
1616  * decisions that are compatible with standard load balancer. This
1617  * borrows code and logic from update_sg_lb_stats but sharing a
1618  * common implementation is impractical.
1619  */
1620 static void update_numa_stats(struct task_numa_env *env,
1621                               struct numa_stats *ns, int nid,
1622                               bool find_idle)
1623 {
1624         int cpu, idle_core = -1;
1625
1626         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1627         ns->idle_cpu = -1;
1628
1629         rcu_read_lock();
1630         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1631                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1632
1633                 ns->load += cpu_load(rq);
1634                 ns->runnable += cpu_runnable(rq);
1635                 ns->util += cpu_util_cfs(cpu);
1636                 ns->nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
1637                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1638
1639                 if (find_idle && !rq->nr_running && idle_cpu(cpu)) {
1640                         if (READ_ONCE(rq->numa_migrate_on) ||
1641                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1642                                 continue;
1643
1644                         if (ns->idle_cpu == -1)
1645                                 ns->idle_cpu = cpu;
1646
1647                         idle_core = numa_idle_core(idle_core, cpu);
1648                 }
1649         }
1650         rcu_read_unlock();
1651
1652         ns->weight = cpumask_weight(cpumask_of_node(nid));
1653
1654         ns->node_type = numa_classify(env->imbalance_pct, ns);
1655
1656         if (idle_core >= 0)
1657                 ns->idle_cpu = idle_core;
1658 }
1659
1660 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1661                              struct task_struct *p, long imp)
1662 {
1663         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1664
1665         /* Check if run-queue part of active NUMA balance. */
1666         if (env->best_cpu != env->dst_cpu && xchg(&rq->numa_migrate_on, 1)) {
1667                 int cpu;
1668                 int start = env->dst_cpu;
1669
1670                 /* Find alternative idle CPU. */
1671                 for_each_cpu_wrap(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid), start) {
1672                         if (cpu == env->best_cpu || !idle_cpu(cpu) ||
1673                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr)) {
1674                                 continue;
1675                         }
1676
1677                         env->dst_cpu = cpu;
1678                         rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1679                         if (!xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1680                                 goto assign;
1681                 }
1682
1683                 /* Failed to find an alternative idle CPU */
1684                 return;
1685         }
1686
1687 assign:
1688         /*
1689          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1690          * found a better CPU to move/swap.
1691          */
1692         if (env->best_cpu != -1 && env->best_cpu != env->dst_cpu) {
1693                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1694                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1695         }
1696
1697         if (env->best_task)
1698                 put_task_struct(env->best_task);
1699         if (p)
1700                 get_task_struct(p);
1701
1702         env->best_task = p;
1703         env->best_imp = imp;
1704         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1705 }
1706
1707 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1708                                 struct task_numa_env *env)
1709 {
1710         long imb, old_imb;
1711         long orig_src_load, orig_dst_load;
1712         long src_capacity, dst_capacity;
1713
1714         /*
1715          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1716          *
1717          * src_load        dst_load
1718          * ------------ vs ---------
1719          * src_capacity    dst_capacity
1720          */
1721         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1722         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1723
1724         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1725
1726         orig_src_load = env->src_stats.load;
1727         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1728
1729         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1730
1731         /* Would this change make things worse? */
1732         return (imb > old_imb);
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1737  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1738  * Used to deter task migration.
1739  */
1740 #define SMALLIMP        30
1741
1742 /*
1743  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1744  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1745  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1746  * be exchanged with the source task
1747  */
1748 static bool task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1749                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1750 {
1751         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1752         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1753         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1754         struct task_struct *cur;
1755         long src_load, dst_load;
1756         int dist = env->dist;
1757         long moveimp = imp;
1758         long load;
1759         bool stopsearch = false;
1760
1761         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1762                 return false;
1763
1764         rcu_read_lock();
1765         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
1766         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1767                 cur = NULL;
1768
1769         /*
1770          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1771          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1772          */
1773         if (cur == env->p) {
1774                 stopsearch = true;
1775                 goto unlock;
1776         }
1777
1778         if (!cur) {
1779                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1780                         goto assign;
1781                 else
1782                         goto unlock;
1783         }
1784
1785         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu. */
1786         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1787                 goto unlock;
1788
1789         /*
1790          * Skip this swap candidate if it is not moving to its preferred
1791          * node and the best task is.
1792          */
1793         if (env->best_task &&
1794             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1795             cur->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1796                 goto unlock;
1797         }
1798
1799         /*
1800          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1801          * source and destination node. Calculate the total differential for
1802          * the source task and potential destination task. The more negative
1803          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1804          * be incurred if the tasks were swapped.
1805          *
1806          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1807          * in any group then look only at task weights.
1808          */
1809         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1810         if (cur_ng == p_ng) {
1811                 /*
1812                  * Do not swap within a group or between tasks that have
1813                  * no group if there is spare capacity. Swapping does
1814                  * not address the load imbalance and helps one task at
1815                  * the cost of punishing another.
1816                  */
1817                 if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare)
1818                         goto unlock;
1819
1820                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1821                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1822                 /*
1823                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1824                  * tasks within a group over tiny differences.
1825                  */
1826                 if (cur_ng)
1827                         imp -= imp / 16;
1828         } else {
1829                 /*
1830                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1831                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1832                  */
1833                 if (cur_ng && p_ng)
1834                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1835                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1836                 else
1837                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1838                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1839         }
1840
1841         /* Discourage picking a task already on its preferred node */
1842         if (cur->numa_preferred_nid == env->dst_nid)
1843                 imp -= imp / 16;
1844
1845         /*
1846          * Encourage picking a task that moves to its preferred node.
1847          * This potentially makes imp larger than it's maximum of
1848          * 1998 (see SMALLIMP and task_weight for why) but in this
1849          * case, it does not matter.
1850          */
1851         if (cur->numa_preferred_nid == env->src_nid)
1852                 imp += imp / 8;
1853
1854         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1855                 imp = moveimp;
1856                 cur = NULL;
1857                 goto assign;
1858         }
1859
1860         /*
1861          * Prefer swapping with a task moving to its preferred node over a
1862          * task that is not.
1863          */
1864         if (env->best_task && cur->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1865             env->best_task->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1866                 goto assign;
1867         }
1868
1869         /*
1870          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1871          * task migration might only result in ping pong
1872          * of tasks and also hurt performance due to cache
1873          * misses.
1874          */
1875         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1876                 goto unlock;
1877
1878         /*
1879          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1880          */
1881         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1882         if (!load)
1883                 goto assign;
1884
1885         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1886         src_load = env->src_stats.load - load;
1887
1888         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1889                 goto unlock;
1890
1891 assign:
1892         /* Evaluate an idle CPU for a task numa move. */
1893         if (!cur) {
1894                 int cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1895
1896                 /* Nothing cached so current CPU went idle since the search. */
1897                 if (cpu < 0)
1898                         cpu = env->dst_cpu;
1899
1900                 /*
1901                  * If the CPU is no longer truly idle and the previous best CPU
1902                  * is, keep using it.
1903                  */
1904                 if (!idle_cpu(cpu) && env->best_cpu >= 0 &&
1905                     idle_cpu(env->best_cpu)) {
1906                         cpu = env->best_cpu;
1907                 }
1908
1909                 env->dst_cpu = cpu;
1910         }
1911
1912         task_numa_assign(env, cur, imp);
1913
1914         /*
1915          * If a move to idle is allowed because there is capacity or load
1916          * balance improves then stop the search. While a better swap
1917          * candidate may exist, a search is not free.
1918          */
1919         if (maymove && !cur && env->best_cpu >= 0 && idle_cpu(env->best_cpu))
1920                 stopsearch = true;
1921
1922         /*
1923          * If a swap candidate must be identified and the current best task
1924          * moves its preferred node then stop the search.
1925          */
1926         if (!maymove && env->best_task &&
1927             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid) {
1928                 stopsearch = true;
1929         }
1930 unlock:
1931         rcu_read_unlock();
1932
1933         return stopsearch;
1934 }
1935
1936 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1937                                 long taskimp, long groupimp)
1938 {
1939         bool maymove = false;
1940         int cpu;
1941
1942         /*
1943          * If dst node has spare capacity, then check if there is an
1944          * imbalance that would be overruled by the load balancer.
1945          */
1946         if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare) {
1947                 unsigned int imbalance;
1948                 int src_running, dst_running;
1949
1950                 /*
1951                  * Would movement cause an imbalance? Note that if src has
1952                  * more running tasks that the imbalance is ignored as the
1953                  * move improves the imbalance from the perspective of the
1954                  * CPU load balancer.
1955                  * */
1956                 src_running = env->src_stats.nr_running - 1;
1957                 dst_running = env->dst_stats.nr_running + 1;
1958                 imbalance = max(0, dst_running - src_running);
1959                 imbalance = adjust_numa_imbalance(imbalance, dst_running,
1960                                                   env->imb_numa_nr);
1961
1962                 /* Use idle CPU if there is no imbalance */
1963                 if (!imbalance) {
1964                         maymove = true;
1965                         if (env->dst_stats.idle_cpu >= 0) {
1966                                 env->dst_cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1967                                 task_numa_assign(env, NULL, 0);
1968                                 return;
1969                         }
1970                 }
1971         } else {
1972                 long src_load, dst_load, load;
1973                 /*
1974                  * If the improvement from just moving env->p direction is better
1975                  * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1976                  */
1977                 load = task_h_load(env->p);
1978                 dst_load = env->dst_stats.load + load;
1979                 src_load = env->src_stats.load - load;
1980                 maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1981         }
1982
1983         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1984                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1985                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1986                         continue;
1987
1988                 env->dst_cpu = cpu;
1989                 if (task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove))
1990                         break;
1991         }
1992 }
1993
1994 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1995 {
1996         struct task_numa_env env = {
1997                 .p = p,
1998
1999                 .src_cpu = task_cpu(p),
2000                 .src_nid = task_node(p),
2001
2002                 .imbalance_pct = 112,
2003
2004                 .best_task = NULL,
2005                 .best_imp = 0,
2006                 .best_cpu = -1,
2007         };
2008         unsigned long taskweight, groupweight;
2009         struct sched_domain *sd;
2010         long taskimp, groupimp;
2011         struct numa_group *ng;
2012         struct rq *best_rq;
2013         int nid, ret, dist;
2014
2015         /*
2016          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
2017          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
2018          *
2019          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
2020          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
2021          * to satisfy here.
2022          */
2023         rcu_read_lock();
2024         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
2025         if (sd) {
2026                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2027                 env.imb_numa_nr = sd->imb_numa_nr;
2028         }
2029         rcu_read_unlock();
2030
2031         /*
2032          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
2033          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
2034          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
2035          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
2036          */
2037         if (unlikely(!sd)) {
2038                 sched_setnuma(p, task_node(p));
2039                 return -EINVAL;
2040         }
2041
2042         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
2043         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2044         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2045         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2046         update_numa_stats(&env, &env.src_stats, env.src_nid, false);
2047         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
2048         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
2049         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2050
2051         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
2052         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2053
2054         /*
2055          * Look at other nodes in these cases:
2056          * - there is no space available on the preferred_nid
2057          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
2058          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
2059          *   we need to check other locations.
2060          */
2061         ng = deref_curr_numa_group(p);
2062         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
2063                 for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2064                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
2065                                 continue;
2066
2067                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2068                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
2069                                                 dist != env.dist) {
2070                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2071                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2072                         }
2073
2074                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
2075                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
2076                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
2077                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
2078                                 continue;
2079
2080                         env.dist = dist;
2081                         env.dst_nid = nid;
2082                         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2083                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2084                 }
2085         }
2086
2087         /*
2088          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
2089          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
2090          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
2091          * settle down.
2092          * A task that migrated to a second choice node will be better off
2093          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
2094          */
2095         if (ng) {
2096                 if (env.best_cpu == -1)
2097                         nid = env.src_nid;
2098                 else
2099                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
2100
2101                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
2102                         sched_setnuma(p, nid);
2103         }
2104
2105         /* No better CPU than the current one was found. */
2106         if (env.best_cpu == -1) {
2107                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, -1);
2108                 return -EAGAIN;
2109         }
2110
2111         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
2112         if (env.best_task == NULL) {
2113                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
2114                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2115                 if (ret != 0)
2116                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, env.best_cpu);
2117                 return ret;
2118         }
2119
2120         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
2121         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2122
2123         if (ret != 0)
2124                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_task, env.best_cpu);
2125         put_task_struct(env.best_task);
2126         return ret;
2127 }
2128
2129 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
2130 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
2131 {
2132         unsigned long interval = HZ;
2133
2134         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
2135         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
2136                 return;
2137
2138         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
2139         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
2140         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
2141
2142         /* Success if task is already running on preferred CPU */
2143         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
2144                 return;
2145
2146         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
2147         task_numa_migrate(p);
2148 }
2149
2150 /*
2151  * Find out how many nodes the workload is actively running on. Do this by
2152  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
2153  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
2154  * located.
2155  */
2156 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
2157 {
2158         unsigned long faults, max_faults = 0;
2159         int nid, active_nodes = 0;
2160
2161         for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2162                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2163                 if (faults > max_faults)
2164                         max_faults = faults;
2165         }
2166
2167         for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2168                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2169                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
2170                         active_nodes++;
2171         }
2172
2173         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
2174         numa_group->active_nodes = active_nodes;
2175 }
2176
2177 /*
2178  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
2179  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
2180  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
2181  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
2182  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
2183  */
2184 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
2185 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
2186
2187 /*
2188  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
2189  * our memory is already on our local node, or if the majority of
2190  * the page accesses are shared with other processes.
2191  * Otherwise, decrease the scan period.
2192  */
2193 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
2194                         unsigned long shared, unsigned long private)
2195 {
2196         unsigned int period_slot;
2197         int lr_ratio, ps_ratio;
2198         int diff;
2199
2200         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
2201         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
2202
2203         /*
2204          * If there were no record hinting faults then either the task is
2205          * completely idle or all activity is in areas that are not of interest
2206          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
2207          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
2208          * node is overloaded. In either case, scan slower
2209          */
2210         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
2211                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
2212                         p->numa_scan_period << 1);
2213
2214                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
2215                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2216
2217                 return;
2218         }
2219
2220         /*
2221          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
2222          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
2223          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
2224          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
2225          */
2226         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
2227         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
2228         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
2229
2230         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2231                 /*
2232                  * Most memory accesses are local. There is no need to
2233                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
2234                  */
2235                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2236                 if (!slot)
2237                         slot = 1;
2238                 diff = slot * period_slot;
2239         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2240                 /*
2241                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
2242                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
2243                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
2244                  */
2245                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2246                 if (!slot)
2247                         slot = 1;
2248                 diff = slot * period_slot;
2249         } else {
2250                 /*
2251                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
2252                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
2253                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
2254                  */
2255                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2256                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2257         }
2258
2259         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2260                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2261         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2262 }
2263
2264 /*
2265  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2266  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2267  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2268  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2269  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2270  */
2271 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2272 {
2273         u64 runtime, delta, now;
2274         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2275         now = p->se.exec_start;
2276         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2277
2278         if (p->last_task_numa_placement) {
2279                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2280                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2281
2282                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2283                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2284                         *period = 0;
2285         } else {
2286                 delta = p->se.avg.load_sum;
2287                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2288         }
2289
2290         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2291         p->last_task_numa_placement = now;
2292
2293         return delta;
2294 }
2295
2296 /*
2297  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2298  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2299  * otherwise workloads might not converge.
2300  */
2301 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2302 {
2303         nodemask_t nodes;
2304         int dist;
2305
2306         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2307         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2308                 return nid;
2309
2310         /*
2311          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2312          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2313          * both the node itself, and on nearby nodes.
2314          */
2315         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2316                 unsigned long score, max_score = 0;
2317                 int node, max_node = nid;
2318
2319                 dist = sched_max_numa_distance;
2320
2321                 for_each_node_state(node, N_CPU) {
2322                         score = group_weight(p, node, dist);
2323                         if (score > max_score) {
2324                                 max_score = score;
2325                                 max_node = node;
2326                         }
2327                 }
2328                 return max_node;
2329         }
2330
2331         /*
2332          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2333          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2334          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2335          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2336          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2337          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2338          * keep the complexity of the search down.
2339          */
2340         nodes = node_states[N_CPU];
2341         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2342                 unsigned long max_faults = 0;
2343                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2344                 int a, b;
2345
2346                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2347                 if (!find_numa_distance(dist))
2348                         continue;
2349
2350                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2351                         unsigned long faults = 0;
2352                         nodemask_t this_group;
2353                         nodes_clear(this_group);
2354
2355                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2356                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2357                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2358                                         faults += group_faults(p, b);
2359                                         node_set(b, this_group);
2360                                         node_clear(b, nodes);
2361                                 }
2362                         }
2363
2364                         /* Remember the top group. */
2365                         if (faults > max_faults) {
2366                                 max_faults = faults;
2367                                 max_group = this_group;
2368                                 /*
2369                                  * subtle: at the smallest distance there is
2370                                  * just one node left in each "group", the
2371                                  * winner is the preferred nid.
2372                                  */
2373                                 nid = a;
2374                         }
2375                 }
2376                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2377                 if (!max_faults)
2378                         break;
2379                 nodes = max_group;
2380         }
2381         return nid;
2382 }
2383
2384 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2385 {
2386         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2387         unsigned long max_faults = 0;
2388         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2389         unsigned long total_faults;
2390         u64 runtime, period;
2391         spinlock_t *group_lock = NULL;
2392         struct numa_group *ng;
2393
2394         /*
2395          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2396          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2397          * that the field is read in a single access:
2398          */
2399         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2400         if (p->numa_scan_seq == seq)
2401                 return;
2402         p->numa_scan_seq = seq;
2403         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2404
2405         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2406                        p->numa_faults_locality[1];
2407         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2408
2409         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2410         ng = deref_curr_numa_group(p);
2411         if (ng) {
2412                 group_lock = &ng->lock;
2413                 spin_lock_irq(group_lock);
2414         }
2415
2416         /* Find the node with the highest number of faults */
2417         for_each_online_node(nid) {
2418                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2419                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2420                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2421                 int priv;
2422
2423                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2424                         long diff, f_diff, f_weight;
2425
2426                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2427                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2428                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2429                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2430
2431                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2432                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2433                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2434                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2435
2436                         /*
2437                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2438                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2439                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2440                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2441                          * faults are less important.
2442                          */
2443                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2444                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2445                                    (total_faults + 1);
2446                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2447                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2448
2449                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2450                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2451                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2452                         p->total_numa_faults += diff;
2453                         if (ng) {
2454                                 /*
2455                                  * safe because we can only change our own group
2456                                  *
2457                                  * mem_idx represents the offset for a given
2458                                  * nid and priv in a specific region because it
2459                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2460                                  */
2461                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2462                                 ng->faults[cpu_idx] += f_diff;
2463                                 ng->total_faults += diff;
2464                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2465                         }
2466                 }
2467
2468                 if (!ng) {
2469                         if (faults > max_faults) {
2470                                 max_faults = faults;
2471                                 max_nid = nid;
2472                         }
2473                 } else if (group_faults > max_faults) {
2474                         max_faults = group_faults;
2475                         max_nid = nid;
2476                 }
2477         }
2478
2479         /* Cannot migrate task to CPU-less node */
2480         if (max_nid != NUMA_NO_NODE && !node_state(max_nid, N_CPU)) {
2481                 int near_nid = max_nid;
2482                 int distance, near_distance = INT_MAX;
2483
2484                 for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2485                         distance = node_distance(max_nid, nid);
2486                         if (distance < near_distance) {
2487                                 near_nid = nid;
2488                                 near_distance = distance;
2489                         }
2490                 }
2491                 max_nid = near_nid;
2492         }
2493
2494         if (ng) {
2495                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2496                 spin_unlock_irq(group_lock);
2497                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2498         }
2499
2500         if (max_faults) {
2501                 /* Set the new preferred node */
2502                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2503                         sched_setnuma(p, max_nid);
2504         }
2505
2506         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2507 }
2508
2509 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2510 {
2511         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2512 }
2513
2514 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2515 {
2516         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2517                 kfree_rcu(grp, rcu);
2518 }
2519
2520 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2521                         int *priv)
2522 {
2523         struct numa_group *grp, *my_grp;
2524         struct task_struct *tsk;
2525         bool join = false;
2526         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2527         int i;
2528
2529         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2530                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2531                                     NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS *
2532                                     nr_node_ids * sizeof(unsigned long);
2533
2534                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2535                 if (!grp)
2536                         return;
2537
2538                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2539                 grp->active_nodes = 1;
2540                 grp->max_faults_cpu = 0;
2541                 spin_lock_init(&grp->lock);
2542                 grp->gid = p->pid;
2543
2544                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2545                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2546
2547                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2548
2549                 grp->nr_tasks++;
2550                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2551         }
2552
2553         rcu_read_lock();
2554         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2555
2556         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2557                 goto no_join;
2558
2559         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2560         if (!grp)
2561                 goto no_join;
2562
2563         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2564         if (grp == my_grp)
2565                 goto no_join;
2566
2567         /*
2568          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2569          * the other task will join us.
2570          */
2571         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2572                 goto no_join;
2573
2574         /*
2575          * Tie-break on the grp address.
2576          */
2577         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2578                 goto no_join;
2579
2580         /* Always join threads in the same process. */
2581         if (tsk->mm == current->mm)
2582                 join = true;
2583
2584         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2585         if (flags & TNF_SHARED)
2586                 join = true;
2587
2588         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2589         *priv = !join;
2590
2591         if (join && !get_numa_group(grp))
2592                 goto no_join;
2593
2594         rcu_read_unlock();
2595
2596         if (!join)
2597                 return;
2598
2599         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
2600         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2601
2602         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2603                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2604                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2605         }
2606         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2607         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2608
2609         my_grp->nr_tasks--;
2610         grp->nr_tasks++;
2611
2612         spin_unlock(&my_grp->lock);
2613         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2614
2615         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2616
2617         put_numa_group(my_grp);
2618         return;
2619
2620 no_join:
2621         rcu_read_unlock();
2622         return;
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Get rid of NUMA statistics associated with a task (either current or dead).
2627  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2628  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2629  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2630  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2631  */
2632 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2633 {
2634         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2635         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2636         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2637         unsigned long flags;
2638         int i;
2639
2640         if (!numa_faults)
2641                 return;
2642
2643         if (grp) {
2644                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2645                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2646                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2647                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2648
2649                 grp->nr_tasks--;
2650                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2651                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2652                 put_numa_group(grp);
2653         }
2654
2655         if (final) {
2656                 p->numa_faults = NULL;
2657                 kfree(numa_faults);
2658         } else {
2659                 p->total_numa_faults = 0;
2660                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2661                         numa_faults[i] = 0;
2662         }
2663 }
2664
2665 /*
2666  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2667  */
2668 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2669 {
2670         struct task_struct *p = current;
2671         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2672         int cpu_node = task_node(current);
2673         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2674         struct numa_group *ng;
2675         int priv;
2676
2677         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2678                 return;
2679
2680         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2681         if (!p->mm)
2682                 return;
2683
2684         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2685         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2686                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2687                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2688
2689                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2690                 if (!p->numa_faults)
2691                         return;
2692
2693                 p->total_numa_faults = 0;
2694                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2695         }
2696
2697         /*
2698          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2699          * to be private if the accessing pid has not changed
2700          */
2701         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2702                 priv = 1;
2703         } else {
2704                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2705                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2706                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2707         }
2708
2709         /*
2710          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2711          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2712          * actively using should be counted as local. This allows the
2713          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2714          */
2715         ng = deref_curr_numa_group(p);
2716         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2717                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2718                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2719                 local = 1;
2720
2721         /*
2722          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2723          * previously failed, or the scheduler moved us.
2724          */
2725         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2726                 task_numa_placement(p);
2727                 numa_migrate_preferred(p);
2728         }
2729
2730         if (migrated)
2731                 p->numa_pages_migrated += pages;
2732         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2733                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2734
2735         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2736         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2737         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2738 }
2739
2740 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2741 {
2742         /*
2743          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2744          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2745          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2746          * much of an issue though, since this is just used for
2747          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2748          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2749          */
2750         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2751         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2752 }
2753
2754 /*
2755  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2756  * Triggered from task_tick_numa().
2757  */
2758 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
2759 {
2760         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2761         struct task_struct *p = current;
2762         struct mm_struct *mm = p->mm;
2763         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2764         struct vm_area_struct *vma;
2765         unsigned long start, end;
2766         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2767         long pages, virtpages;
2768
2769         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2770
2771         work->next = work;
2772         /*
2773          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2774          *
2775          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2776          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2777          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2778          * work.
2779          */
2780         if (p->flags & PF_EXITING)
2781                 return;
2782
2783         if (!mm->numa_next_scan) {
2784                 mm->numa_next_scan = now +
2785                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2786         }
2787
2788         /*
2789          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2790          */
2791         migrate = mm->numa_next_scan;
2792         if (time_before(now, migrate))
2793                 return;
2794
2795         if (p->numa_scan_period == 0) {
2796                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2797                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2798         }
2799
2800         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2801         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2802                 return;
2803
2804         /*
2805          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2806          * the next time around.
2807          */
2808         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2809
2810         start = mm->numa_scan_offset;
2811         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2812         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2813         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2814         if (!pages)
2815                 return;
2816
2817
2818         if (!mmap_read_trylock(mm))
2819                 return;
2820         vma = find_vma(mm, start);
2821         if (!vma) {
2822                 reset_ptenuma_scan(p);
2823                 start = 0;
2824                 vma = mm->mmap;
2825         }
2826         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2827                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2828                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2829                         continue;
2830                 }
2831
2832                 /*
2833                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2834                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2835                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2836                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2837                  */
2838                 if (!vma->vm_mm ||
2839                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2840                         continue;
2841
2842                 /*
2843                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2844                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2845                  */
2846                 if (!vma_is_accessible(vma))
2847                         continue;
2848
2849                 do {
2850                         start = max(start, vma->vm_start);
2851                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2852                         end = min(end, vma->vm_end);
2853                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2854
2855                         /*
2856                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2857                          * hpages that have at least one present PTE that
2858                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2859                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2860                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2861                          * areas faster.
2862                          */
2863                         if (nr_pte_updates)
2864                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2865                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2866
2867                         start = end;
2868                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2869                                 goto out;
2870
2871                         cond_resched();
2872                 } while (end != vma->vm_end);
2873         }
2874
2875 out:
2876         /*
2877          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2878          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2879          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2880          * scanner to the start so check it now.
2881          */
2882         if (vma)
2883                 mm->numa_scan_offset = start;
2884         else
2885                 reset_ptenuma_scan(p);
2886         mmap_read_unlock(mm);
2887
2888         /*
2889          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2890          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2891          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2892          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2893          */
2894         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2895                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2896                 p->node_stamp += 32 * diff;
2897         }
2898 }
2899
2900 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2901 {
2902         int mm_users = 0;
2903         struct mm_struct *mm = p->mm;
2904
2905         if (mm) {
2906                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
2907                 if (mm_users == 1) {
2908                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2909                         mm->numa_scan_seq = 0;
2910                 }
2911         }
2912         p->node_stamp                   = 0;
2913         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
2914         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2915         p->numa_migrate_retry           = 0;
2916         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
2917         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
2918         p->numa_faults                  = NULL;
2919         p->numa_pages_migrated          = 0;
2920         p->total_numa_faults            = 0;
2921         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2922         p->last_task_numa_placement     = 0;
2923         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
2924
2925         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
2926
2927         /* New address space, reset the preferred nid */
2928         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
2929                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
2930                 return;
2931         }
2932
2933         /*
2934          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
2935          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
2936          */
2937         if (mm) {
2938                 unsigned int delay;
2939
2940                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
2941                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
2942                 delay += 2 * TICK_NSEC;
2943                 p->node_stamp = delay;
2944         }
2945 }
2946
2947 /*
2948  * Drive the periodic memory faults..
2949  */
2950 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2951 {
2952         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2953         u64 period, now;
2954
2955         /*
2956          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2957          */
2958         if (!curr->mm || (curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) || work->next != work)
2959                 return;
2960
2961         /*
2962          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2963          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2964          * task needs to have done some actual work before we bother with
2965          * NUMA placement.
2966          */
2967         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2968         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2969
2970         if (now > curr->node_stamp + period) {
2971                 if (!curr->node_stamp)
2972                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2973                 curr->node_stamp += period;
2974
2975                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
2976                         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
2977         }
2978 }
2979
2980 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2981 {
2982         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2983         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2984
2985         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2986                 return;
2987
2988         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2989                 return;
2990
2991         if (src_nid == dst_nid)
2992                 return;
2993
2994         /*
2995          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2996          * has completed. This is most likely due to a new task that
2997          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2998          */
2999         if (p->numa_scan_seq) {
3000                 /*
3001                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
3002                  * node or if the task was not previously running on
3003                  * the preferred node.
3004                  */
3005                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
3006                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
3007                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
3008                         return;
3009         }
3010
3011         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
3012 }
3013
3014 #else
3015 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
3016 {
3017 }
3018
3019 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3020 {
3021 }
3022
3023 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3024 {
3025 }
3026
3027 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
3028 {
3029 }
3030
3031 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3032
3033 static void
3034 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3035 {
3036         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3037 #ifdef CONFIG_SMP
3038         if (entity_is_task(se)) {
3039                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3040
3041                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
3042                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
3043         }
3044 #endif
3045         cfs_rq->nr_running++;
3046         if (se_is_idle(se))
3047                 cfs_rq->idle_nr_running++;
3048 }
3049
3050 static void
3051 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3052 {
3053         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3054 #ifdef CONFIG_SMP
3055         if (entity_is_task(se)) {
3056                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
3057                 list_del_init(&se->group_node);
3058         }
3059 #endif
3060         cfs_rq->nr_running--;
3061         if (se_is_idle(se))
3062                 cfs_rq->idle_nr_running--;
3063 }
3064
3065 /*
3066  * Signed add and clamp on underflow.
3067  *
3068  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3069  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3070  * values.
3071  */
3072 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
3073         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3074         typeof(_val) val = (_val);                              \
3075         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3076                                                                 \
3077         res = var + val;                                        \
3078                                                                 \
3079         if (val < 0 && res > var)                               \
3080                 res = 0;                                        \
3081                                                                 \
3082         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3083 } while (0)
3084
3085 /*
3086  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3087  *
3088  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3089  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3090  * values.
3091  */
3092 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3093         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3094         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3095         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3096         res = var - val;                                        \
3097         if (res > var)                                          \
3098                 res = 0;                                        \
3099         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3100 } while (0)
3101
3102 /*
3103  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
3104  *
3105  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
3106  * and is thus optimized for local variable updates.
3107  */
3108 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
3109         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3110         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
3111 } while (0)
3112
3113 #ifdef CONFIG_SMP
3114 static inline void
3115 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3116 {
3117         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3118         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3119 }
3120
3121 static inline void
3122 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3123 {
3124         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3125         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
3126         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3127         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.load_sum,
3128                                           cfs_rq->avg.load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3129 }
3130 #else
3131 static inline void
3132 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3133 static inline void
3134 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3135 #endif
3136
3137 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
3138                             unsigned long weight)
3139 {
3140         if (se->on_rq) {
3141                 /* commit outstanding execution time */
3142                 if (cfs_rq->curr == se)
3143                         update_curr(cfs_rq);
3144                 update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3145         }
3146         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3147
3148         update_load_set(&se->load, weight);
3149
3150 #ifdef CONFIG_SMP
3151         do {
3152                 u32 divider = get_pelt_divider(&se->avg);
3153
3154                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
3155         } while (0);
3156 #endif
3157
3158         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3159         if (se->on_rq)
3160                 update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3161
3162 }
3163
3164 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
3165 {
3166         struct sched_entity *se = &p->se;
3167         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3168         struct load_weight *load = &se->load;
3169         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
3170
3171         reweight_entity(cfs_rq, se, weight);
3172         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
3173 }
3174
3175 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3176
3177 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3178 #ifdef CONFIG_SMP
3179 /*
3180  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
3181  * global sum we all love to hate.
3182  *
3183  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
3184  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
3185  *
3186  *                     tg->weight * grq->load.weight
3187  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
3188  *                       \Sum grq->load.weight
3189  *
3190  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
3191  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
3192  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
3193  *
3194  * So instead of the above, we substitute:
3195  *
3196  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
3197  *
3198  * which yields the following:
3199  *
3200  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
3201  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
3202  *                             tg->load_avg
3203  *
3204  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
3205  *
3206  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
3207  *
3208  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
3209  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
3210  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
3211  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
3212  * yielding bad latency etc..
3213  *
3214  * Now, in that special case (1) reduces to:
3215  *
3216  *                     tg->weight * grq->load.weight
3217  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
3218  *                         grp->load.weight
3219  *
3220  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
3221  *
3222  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
3223  * UP case, like:
3224  *
3225  *   ge->load.weight =
3226  *
3227  *              tg->weight * grq->load.weight
3228  *     ---------------------------------------------------         (5)
3229  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
3230  *
3231  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
3232  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
3233  *
3234  *
3235  *                     tg->weight * grq->load.weight
3236  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
3237  *                             tg_load_avg'
3238  *
3239  * Where:
3240  *
3241  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
3242  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
3243  *
3244  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
3245  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
3246  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
3247  *
3248  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
3249  *
3250  * hence icky!
3251  */
3252 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
3253 {
3254         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3255         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3256
3257         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3258
3259         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3260
3261         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3262
3263         /* Ensure tg_weight >= load */
3264         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3265         tg_weight += load;
3266
3267         shares = (tg_shares * load);
3268         if (tg_weight)
3269                 shares /= tg_weight;
3270
3271         /*
3272          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3273          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3274          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3275          * the group on a CPU.
3276          *
3277          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3278          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3279          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3280          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3281          * instead of 0.
3282          */
3283         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3284 }
3285 #endif /* CONFIG_SMP */
3286
3287 /*
3288  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3289  * runqueue.
3290  */
3291 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3292 {
3293         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3294         long shares;
3295
3296         if (!gcfs_rq)
3297                 return;
3298
3299         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3300                 return;
3301
3302 #ifndef CONFIG_SMP
3303         shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3304
3305         if (likely(se->load.weight == shares))
3306                 return;
3307 #else
3308         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3309 #endif
3310
3311         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
3312 }
3313
3314 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3315 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3316 {
3317 }
3318 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3319
3320 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3321 {
3322         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3323
3324         if (&rq->cfs == cfs_rq) {
3325                 /*
3326                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3327                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3328                  * a real problem.
3329                  *
3330                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3331                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3332                  * number include things like RT tasks.
3333                  *
3334                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3335                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3336                  *
3337                  * See cpu_util_cfs().
3338                  */
3339                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3340         }
3341 }
3342
3343 #ifdef CONFIG_SMP
3344 static inline bool load_avg_is_decayed(struct sched_avg *sa)
3345 {
3346         if (sa->load_sum)
3347                 return false;
3348
3349         if (sa->util_sum)
3350                 return false;
3351
3352         if (sa->runnable_sum)
3353                 return false;
3354
3355         /*
3356          * _avg must be null when _sum are null because _avg = _sum / divider
3357          * Make sure that rounding and/or propagation of PELT values never
3358          * break this.
3359          */
3360         SCHED_WARN_ON(sa->load_avg ||
3361                       sa->util_avg ||
3362                       sa->runnable_avg);
3363
3364         return true;
3365 }
3366
3367 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3368 {
3369         return u64_u32_load_copy(cfs_rq->avg.last_update_time,
3370                                  cfs_rq->last_update_time_copy);
3371 }
3372 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3373 /*
3374  * Because list_add_leaf_cfs_rq always places a child cfs_rq on the list
3375  * immediately before a parent cfs_rq, and cfs_rqs are removed from the list
3376  * bottom-up, we only have to test whether the cfs_rq before us on the list
3377  * is our child.
3378  * If cfs_rq is not on the list, test whether a child needs its to be added to
3379  * connect a branch to the tree  * (see list_add_leaf_cfs_rq() for details).
3380  */
3381 static inline bool child_cfs_rq_on_list(struct cfs_rq *cfs_rq)
3382 {
3383         struct cfs_rq *prev_cfs_rq;
3384         struct list_head *prev;
3385
3386         if (cfs_rq->on_list) {
3387                 prev = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
3388         } else {
3389                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3390
3391                 prev = rq->tmp_alone_branch;
3392         }
3393
3394         prev_cfs_rq = container_of(prev, struct cfs_rq, leaf_cfs_rq_list);
3395
3396         return (prev_cfs_rq->tg->parent == cfs_rq->tg);
3397 }
3398
3399 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
3400 {
3401         if (cfs_rq->load.weight)
3402                 return false;
3403
3404         if (!load_avg_is_decayed(&cfs_rq->avg))
3405                 return false;
3406
3407         if (child_cfs_rq_on_list(cfs_rq))
3408                 return false;
3409
3410         return true;
3411 }
3412
3413 /**
3414  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3415  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3416  *
3417  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3418  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3419  * considerations.
3420  *
3421  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3422  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3423  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3424  *
3425  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3426  */
3427 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3428 {
3429         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3430
3431         /*
3432          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3433          */
3434         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3435                 return;
3436
3437         if (abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3438                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3439                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3440         }
3441 }
3442
3443 /*
3444  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3445  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3446  * including the state of rq->lock, should be made.
3447  */
3448 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3449                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3450 {
3451         u64 p_last_update_time;
3452         u64 n_last_update_time;
3453
3454         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3455                 return;
3456
3457         /*
3458          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3459          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3460          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3461          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3462          * the wakee more load sounds not bad.
3463          */
3464         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3465                 return;
3466
3467         p_last_update_time = cfs_rq_last_update_time(prev);
3468         n_last_update_time = cfs_rq_last_update_time(next);
3469
3470         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3471         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3472 }
3473
3474 /*
3475  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3476  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3477  * that for each group:
3478  *
3479  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3480  *
3481  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3482  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3483  *
3484  * Per the above update_tg_cfs_util() and update_tg_cfs_runnable() are trivial
3485  * and simply copies the running/runnable sum over (but still wrong, because
3486  * the group entity and group rq do not have their PELT windows aligned).
3487  *
3488  * However, update_tg_cfs_load() is more complex. So we have:
3489  *
3490  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3491  *
3492  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3493  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3494  *
3495  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3496  *
3497  * And per (1) we have:
3498  *
3499  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3500  *
3501  * Which gives:
3502  *
3503  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3504  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3505  *                               grq->load.weight
3506  *
3507  * Except that is wrong!
3508  *
3509  * Because while for entities historical weight is not important and we
3510  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3511  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3512  *
3513  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3514  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3515  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3516  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3517  *
3518  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3519  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3520  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3521  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3522  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3523  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3524  *
3525  * So we'll have to approximate.. :/
3526  *
3527  * Given the constraint:
3528  *
3529  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3530  *
3531  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3532  * overlap.
3533  *
3534  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3535  *
3536  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3537  *
3538  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3539  *
3540  */
3541 static inline void
3542 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3543 {
3544         long delta_sum, delta_avg = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3545         u32 new_sum, divider;
3546
3547         /* Nothing to update */
3548         if (!delta_avg)
3549                 return;
3550
3551         /*
3552          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3553          * See ___update_load_avg() for details.
3554          */
3555         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3556
3557
3558         /* Set new sched_entity's utilization */
3559         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3560         new_sum = se->avg.util_avg * divider;
3561         delta_sum = (long)new_sum - (long)se->avg.util_sum;
3562         se->avg.util_sum = new_sum;
3563
3564         /* Update parent cfs_rq utilization */
3565         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta_avg);
3566         add_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, delta_sum);
3567
3568         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3569         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.util_sum,
3570                                           cfs_rq->avg.util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3571 }
3572
3573 static inline void
3574 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3575 {
3576         long delta_sum, delta_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg - se->avg.runnable_avg;
3577         u32 new_sum, divider;
3578
3579         /* Nothing to update */
3580         if (!delta_avg)
3581                 return;
3582
3583         /*
3584          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3585          * See ___update_load_avg() for details.
3586          */
3587         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3588
3589         /* Set new sched_entity's runnable */
3590         se->avg.runnable_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg;
3591         new_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3592         delta_sum = (long)new_sum - (long)se->avg.runnable_sum;
3593         se->avg.runnable_sum = new_sum;
3594
3595         /* Update parent cfs_rq runnable */
3596         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, delta_avg);
3597         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, delta_sum);
3598         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3599         cfs_rq->avg.runnable_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.runnable_sum,
3600                                               cfs_rq->avg.runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3601 }
3602
3603 static inline void
3604 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3605 {
3606         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3607         unsigned long load_avg;
3608         u64 load_sum = 0;
3609         s64 delta_sum;
3610         u32 divider;
3611
3612         if (!runnable_sum)
3613                 return;
3614
3615         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3616
3617         /*
3618          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3619          * See ___update_load_avg() for details.
3620          */
3621         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3622
3623         if (runnable_sum >= 0) {
3624                 /*
3625                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3626                  * the CPU is saturated running == runnable.
3627                  */
3628                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3629                 runnable_sum = min_t(long, runnable_sum, divider);
3630         } else {
3631                 /*
3632                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3633                  * assuming all tasks are equally runnable.
3634                  */
3635                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3636                         load_sum = div_u64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3637                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3638                 }
3639
3640                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3641                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3642         }
3643
3644         /*
3645          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3646          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3647          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3648          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3649          */
3650         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3651         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3652
3653         load_sum = se_weight(se) * runnable_sum;
3654         load_avg = div_u64(load_sum, divider);
3655
3656         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3657         if (!delta_avg)
3658                 return;
3659
3660         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3661
3662         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3663         se->avg.load_avg = load_avg;
3664         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3665         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3666         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3667         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.load_sum,
3668                                           cfs_rq->avg.load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3669 }
3670
3671 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3672 {
3673         cfs_rq->propagate = 1;
3674         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3675 }
3676
3677 /* Update task and its cfs_rq load average */
3678 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3679 {
3680         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3681
3682         if (entity_is_task(se))
3683                 return 0;
3684
3685         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3686         if (!gcfs_rq->propagate)
3687                 return 0;
3688
3689         gcfs_rq->propagate = 0;
3690
3691         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3692
3693         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3694
3695         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3696         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3697         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3698
3699         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3700         trace_pelt_se_tp(se);
3701
3702         return 1;
3703 }
3704
3705 /*
3706  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3707  * group_entity:
3708  */
3709 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3710 {
3711         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3712
3713         /*
3714          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3715          * decay it:
3716          */
3717         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3718                 return false;
3719
3720         /*
3721          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3722          * the utilization of the sched_entity:
3723          */
3724         if (gcfs_rq->propagate)
3725                 return false;
3726
3727         /*
3728          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3729          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3730          * waste of time to try to decay it:
3731          */
3732         return true;
3733 }
3734
3735 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3736
3737 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3738
3739 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3740 {
3741         return 0;
3742 }
3743
3744 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3745
3746 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3747
3748 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
3749 static inline void migrate_se_pelt_lag(struct sched_entity *se)
3750 {
3751         u64 throttled = 0, now, lut;
3752         struct cfs_rq *cfs_rq;
3753         struct rq *rq;
3754         bool is_idle;
3755
3756         if (load_avg_is_decayed(&se->avg))
3757                 return;
3758
3759         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3760         rq = rq_of(cfs_rq);
3761
3762         rcu_read_lock();
3763         is_idle = is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr));
3764         rcu_read_unlock();
3765
3766         /*
3767          * The lag estimation comes with a cost we don't want to pay all the
3768          * time. Hence, limiting to the case where the source CPU is idle and
3769          * we know we are at the greatest risk to have an outdated clock.
3770          */
3771         if (!is_idle)
3772                 return;
3773
3774         /*
3775          * Estimated "now" is: last_update_time + cfs_idle_lag + rq_idle_lag, where:
3776          *
3777          *   last_update_time (the cfs_rq's last_update_time)
3778          *      = cfs_rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
3779          *      = rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
3780          *        - cfs->throttled_clock_pelt_time@cfs_rq_idle
3781          *
3782          *   cfs_idle_lag (delta between rq's update and cfs_rq's update)
3783          *      = rq_clock_pelt()@rq_idle - rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
3784          *
3785          *   rq_idle_lag (delta between now and rq's update)
3786          *      = sched_clock_cpu() - rq_clock()@rq_idle
3787          *
3788          * We can then write:
3789          *
3790          *    now = rq_clock_pelt()@rq_idle - cfs->throttled_clock_pelt_time +
3791          *          sched_clock_cpu() - rq_clock()@rq_idle
3792          * Where:
3793          *      rq_clock_pelt()@rq_idle is rq->clock_pelt_idle
3794          *      rq_clock()@rq_idle      is rq->clock_idle
3795          *      cfs->throttled_clock_pelt_time@cfs_rq_idle
3796          *                              is cfs_rq->throttled_pelt_idle
3797          */
3798
3799 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3800         throttled = u64_u32_load(cfs_rq->throttled_pelt_idle);
3801         /* The clock has been stopped for throttling */
3802         if (throttled == U64_MAX)
3803                 return;
3804 #endif
3805         now = u64_u32_load(rq->clock_pelt_idle);
3806         /*
3807          * Paired with _update_idle_rq_clock_pelt(). It ensures at the worst case
3808          * is observed the old clock_pelt_idle value and the new clock_idle,
3809          * which lead to an underestimation. The opposite would lead to an
3810          * overestimation.
3811          */
3812         smp_rmb();
3813         lut = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3814
3815         now -= throttled;
3816         if (now < lut)
3817                 /*
3818                  * cfs_rq->avg.last_update_time is more recent than our
3819                  * estimation, let's use it.
3820                  */
3821                 now = lut;
3822         else
3823                 now += sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - u64_u32_load(rq->clock_idle);
3824
3825         __update_load_avg_blocked_se(now, se);
3826 }
3827 #else
3828 static void migrate_se_pelt_lag(struct sched_entity *se) {}
3829 #endif
3830
3831 /**
3832  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3833  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3834  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3835  *
3836  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3837  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached.
3838  *
3839  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3840  *
3841  * Return: true if the load decayed or we removed load.
3842  *
3843  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3844  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3845  */
3846 static inline int
3847 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3848 {
3849         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable = 0;
3850         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3851         int decayed = 0;
3852
3853         if (cfs_rq->removed.nr) {
3854                 unsigned long r;
3855                 u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3856
3857                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3858                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3859                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3860                 swap(cfs_rq->removed.runnable_avg, removed_runnable);
3861                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3862                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3863
3864                 r = removed_load;
3865                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3866                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3867                 /* See sa->util_sum below */
3868                 sa->load_sum = max_t(u32, sa->load_sum, sa->load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3869
3870                 r = removed_util;
3871                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3872                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3873                 /*
3874                  * Because of rounding, se->util_sum might ends up being +1 more than
3875                  * cfs->util_sum. Although this is not a problem by itself, detaching
3876                  * a lot of tasks with the rounding problem between 2 updates of
3877                  * util_avg (~1ms) can make cfs->util_sum becoming null whereas
3878                  * cfs_util_avg is not.
3879                  * Check that util_sum is still above its lower bound for the new
3880                  * util_avg. Given that period_contrib might have moved since the last
3881                  * sync, we are only sure that util_sum must be above or equal to
3882                  *    util_avg * minimum possible divider
3883                  */
3884                 sa->util_sum = max_t(u32, sa->util_sum, sa->util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3885
3886                 r = removed_runnable;
3887                 sub_positive(&sa->runnable_avg, r);
3888                 sub_positive(&sa->runnable_sum, r * divider);
3889                 /* See sa->util_sum above */
3890                 sa->runnable_sum = max_t(u32, sa->runnable_sum,
3891                                               sa->runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3892
3893                 /*
3894                  * removed_runnable is the unweighted version of removed_load so we
3895                  * can use it to estimate removed_load_sum.
3896                  */
3897                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq,
3898                         -(long)(removed_runnable * divider) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT);
3899
3900                 decayed = 1;
3901         }
3902
3903         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3904         u64_u32_store_copy(sa->last_update_time,
3905                            cfs_rq->last_update_time_copy,
3906                            sa->last_update_time);
3907         return decayed;
3908 }
3909
3910 /**
3911  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3912  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3913  * @se: sched_entity to attach
3914  *
3915  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3916  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3917  */
3918 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3919 {
3920         /*
3921          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3922          * See ___update_load_avg() for details.
3923          */
3924         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3925
3926         /*
3927          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3928          * window because without that, really weird and wonderful things can
3929          * happen.
3930          *
3931          * XXX illustrate
3932          */
3933         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3934         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3935
3936         /*
3937          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3938          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3939          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3940          * _sum a little.
3941          */
3942         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3943
3944         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3945
3946         se->avg.load_sum = se->avg.load_avg * divider;
3947         if (se_weight(se) < se->avg.load_sum)
3948                 se->avg.load_sum = div_u64(se->avg.load_sum, se_weight(se));
3949         else
3950                 se->avg.load_sum = 1;
3951
3952         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3953         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3954         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3955         cfs_rq->avg.runnable_avg += se->avg.runnable_avg;
3956         cfs_rq->avg.runnable_sum += se->avg.runnable_sum;
3957
3958         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3959
3960         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3961
3962         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3963 }
3964
3965 /**
3966  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3967  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3968  * @se: sched_entity to detach
3969  *
3970  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3971  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3972  */
3973 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3974 {
3975         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3976         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3977         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3978         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3979         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.util_sum,
3980                                           cfs_rq->avg.util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3981
3982         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, se->avg.runnable_avg);
3983         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, se->avg.runnable_sum);
3984         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3985         cfs_rq->avg.runnable_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.runnable_sum,
3986                                               cfs_rq->avg.runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3987
3988         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3989
3990         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3991
3992         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3993 }
3994
3995 /*
3996  * Optional action to be done while updating the load average
3997  */
3998 #define UPDATE_TG       0x1
3999 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
4000 #define DO_ATTACH       0x4
4001 #define DO_DETACH       0x8
4002
4003 /* Update task and its cfs_rq load average */
4004 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4005 {
4006         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
4007         int decayed;
4008
4009         /*
4010          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
4011          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
4012          */
4013         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
4014                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
4015
4016         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
4017         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
4018
4019         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
4020
4021                 /*
4022                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
4023                  * !last_update_time means we've passed through
4024                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
4025                  *
4026                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
4027                  */
4028                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
4029                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
4030
4031         } else if (flags & DO_DETACH) {
4032                 /*
4033                  * DO_DETACH means we're here from dequeue_entity()
4034                  * and we are migrating task out of the CPU.
4035                  */
4036                 detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
4037                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
4038         } else if (decayed) {
4039                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4040
4041                 if (flags & UPDATE_TG)
4042                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
4043         }
4044 }
4045
4046 /*
4047  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
4048  * the previous rq.
4049  */
4050 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4051 {
4052         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4053         u64 last_update_time;
4054
4055         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
4056         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
4057 }
4058
4059 /*
4060  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
4061  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
4062  */
4063 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4064 {
4065         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4066         unsigned long flags;
4067
4068         /*
4069          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
4070          * enqueue_task_fair() which will have added things to the cfs_rq,
4071          * so we can remove unconditionally.
4072          */
4073
4074         sync_entity_load_avg(se);
4075
4076         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
4077         ++cfs_rq->removed.nr;
4078         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
4079         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
4080         cfs_rq->removed.runnable_avg    += se->avg.runnable_avg;
4081         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
4082 }
4083
4084 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4085 {
4086         return cfs_rq->avg.runnable_avg;
4087 }
4088
4089 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4090 {
4091         return cfs_rq->avg.load_avg;
4092 }
4093
4094 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
4095
4096 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
4097 {
4098         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
4099 }
4100
4101 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
4102 {
4103         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
4104
4105         return max(ue.ewma, (ue.enqueued & ~UTIL_AVG_UNCHANGED));
4106 }
4107
4108 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
4109 {
4110         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
4111 }
4112
4113 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
4114 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
4115 {
4116         return clamp(task_util_est(p),
4117                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN),
4118                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
4119 }
4120 #else
4121 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
4122 {
4123         return task_util_est(p);
4124 }
4125 #endif
4126
4127 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
4128                                     struct task_struct *p)
4129 {
4130         unsigned int enqueued;
4131
4132         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4133                 return;
4134
4135         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
4136         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
4137         enqueued += _task_util_est(p);
4138         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
4139
4140         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4141 }
4142
4143 static inline void util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq,
4144                                     struct task_struct *p)
4145 {
4146         unsigned int enqueued;
4147
4148         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4149                 return;
4150
4151         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
4152         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
4153         enqueued -= min_t(unsigned int, enqueued, _task_util_est(p));
4154         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
4155
4156         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4157 }
4158
4159 #define UTIL_EST_MARGIN (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)
4160
4161 /*
4162  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
4163  * based on the observation that:
4164  *
4165  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
4166  *
4167  * NOTE: this only works when value + margin < INT_MAX.
4168  */
4169 static inline bool within_margin(int value, int margin)
4170 {
4171         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
4172 }
4173
4174 static inline void util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq,
4175                                    struct task_struct *p,
4176                                    bool task_sleep)
4177 {
4178         long last_ewma_diff, last_enqueued_diff;
4179         struct util_est ue;
4180
4181         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4182                 return;
4183
4184         /*
4185          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
4186          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
4187          */
4188         if (!task_sleep)
4189                 return;
4190
4191         /*
4192          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
4193          * skip the util_est update.
4194          */
4195         ue = p->se.avg.util_est;
4196         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
4197                 return;
4198
4199         last_enqueued_diff = ue.enqueued;
4200
4201         /*
4202          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
4203          * to smooth utilization decreases.
4204          */
4205         ue.enqueued = task_util(p);
4206         if (sched_feat(UTIL_EST_FASTUP)) {
4207                 if (ue.ewma < ue.enqueued) {
4208                         ue.ewma = ue.enqueued;
4209                         goto done;
4210                 }
4211         }
4212
4213         /*
4214          * Skip update of task's estimated utilization when its members are
4215          * already ~1% close to its last activation value.
4216          */
4217         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
4218         last_enqueued_diff -= ue.enqueued;
4219         if (within_margin(last_ewma_diff, UTIL_EST_MARGIN)) {
4220                 if (!within_margin(last_enqueued_diff, UTIL_EST_MARGIN))
4221                         goto done;
4222
4223                 return;
4224         }
4225
4226         /*
4227          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
4228          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
4229          */
4230         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu_of(rq_of(cfs_rq))))
4231                 return;
4232
4233         /*
4234          * Update Task's estimated utilization
4235          *
4236          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
4237          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
4238          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
4239          * Weighted Moving Average (EWMA):
4240          *
4241          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
4242          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
4243          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
4244          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
4245          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
4246          *
4247          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
4248          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
4249          */
4250         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4251         ue.ewma  += last_ewma_diff;
4252         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4253 done:
4254         ue.enqueued |= UTIL_AVG_UNCHANGED;
4255         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
4256
4257         trace_sched_util_est_se_tp(&p->se);
4258 }
4259
4260 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p,
4261                                      unsigned long capacity)
4262 {
4263         return fits_capacity(uclamp_task_util(p), capacity);
4264 }
4265
4266 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4267 {
4268         if (!sched_asym_cpucap_active())
4269                 return;
4270
4271         if (!p || p->nr_cpus_allowed == 1) {
4272                 rq->misfit_task_load = 0;
4273                 return;
4274         }
4275
4276         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
4277                 rq->misfit_task_load = 0;
4278                 return;
4279         }
4280
4281         /*
4282          * Make sure that misfit_task_load will not be null even if
4283          * task_h_load() returns 0.
4284          */
4285         rq->misfit_task_load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
4286 }
4287
4288 #else /* CONFIG_SMP */
4289
4290 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
4291 {
4292         return true;
4293 }
4294
4295 #define UPDATE_TG       0x0
4296 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
4297 #define DO_ATTACH       0x0
4298 #define DO_DETACH       0x0
4299
4300 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
4301 {
4302         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4303 }
4304
4305 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
4306
4307 static inline void
4308 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4309 static inline void
4310 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4311
4312 static inline int newidle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
4313 {
4314         return 0;
4315 }
4316
4317 static inline void
4318 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4319
4320 static inline void
4321 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4322
4323 static inline void
4324 util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
4325                 bool task_sleep) {}
4326 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
4327
4328 #endif /* CONFIG_SMP */
4329
4330 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4331 {
4332 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4333         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
4334
4335         if (d < 0)
4336                 d = -d;
4337
4338         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
4339                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
4340 #endif
4341 }
4342
4343 static void
4344 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
4345 {
4346         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4347
4348         /*
4349          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
4350          * however the extra weight of the new task will slow them down a
4351          * little, place the new task so that it fits in the slot that
4352          * stays open at the end.
4353          */
4354         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
4355                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
4356
4357         /* sleeps up to a single latency don't count. */
4358         if (!initial) {
4359                 unsigned long thresh;
4360
4361                 if (se_is_idle(se))
4362                         thresh = sysctl_sched_min_granularity;
4363                 else
4364                         thresh = sysctl_sched_latency;
4365
4366                 /*
4367                  * Halve their sleep time's effect, to allow
4368                  * for a gentler effect of sleepers:
4369                  */
4370                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
4371                         thresh >>= 1;
4372
4373                 vruntime -= thresh;
4374         }
4375
4376         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
4377         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
4378 }
4379
4380 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
4381
4382 static inline bool cfs_bandwidth_used(void);
4383
4384 /*
4385  * MIGRATION
4386  *
4387  *      dequeue
4388  *        update_curr()
4389  *          update_min_vruntime()
4390  *        vruntime -= min_vruntime
4391  *
4392  *      enqueue
4393  *        update_curr()
4394  *          update_min_vruntime()
4395  *        vruntime += min_vruntime
4396  *
4397  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
4398  * min_vruntime are up-to-date.
4399  *
4400  * WAKEUP (remote)
4401  *
4402  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
4403  *        vruntime -= min_vruntime
4404  *
4405  *      enqueue
4406  *        update_curr()
4407  *          update_min_vruntime()
4408  *        vruntime += min_vruntime
4409  *
4410  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
4411  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
4412  */
4413
4414 static void
4415 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4416 {
4417         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
4418         bool curr = cfs_rq->curr == se;
4419
4420         /*
4421          * If we're the current task, we must renormalise before calling
4422          * update_curr().
4423          */
4424         if (renorm && curr)
4425                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4426
4427         update_curr(cfs_rq);
4428
4429         /*
4430          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
4431          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
4432          * placed in the past could significantly boost this task to the
4433          * fairness detriment of existing tasks.
4434          */
4435         if (renorm && !curr)
4436                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4437
4438         /*
4439          * When enqueuing a sched_entity, we must:
4440          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4441          *   - For group_entity, update its runnable_weight to reflect the new
4442          *     h_nr_running of its group cfs_rq.
4443          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
4444          *     its group cfs_rq
4445          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
4446          */
4447         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
4448         se_update_runnable(se);
4449         update_cfs_group(se);
4450         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
4451
4452         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4453                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4454
4455         check_schedstat_required();
4456         update_stats_enqueue_fair(cfs_rq, se, flags);
4457         check_spread(cfs_rq, se);
4458         if (!curr)
4459                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4460         se->on_rq = 1;
4461
4462         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
4463                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4464                 if (!throttled_hierarchy(cfs_rq))
4465                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4466         }
4467 }
4468
4469 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4470 {
4471         for_each_sched_entity(se) {
4472                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4473                 if (cfs_rq->last != se)
4474                         break;
4475
4476                 cfs_rq->last = NULL;
4477         }
4478 }
4479
4480 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4481 {
4482         for_each_sched_entity(se) {
4483                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4484                 if (cfs_rq->next != se)
4485                         break;
4486
4487                 cfs_rq->next = NULL;
4488         }
4489 }
4490
4491 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4492 {
4493         for_each_sched_entity(se) {
4494                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4495                 if (cfs_rq->skip != se)
4496                         break;
4497
4498                 cfs_rq->skip = NULL;
4499         }
4500 }
4501
4502 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4503 {
4504         if (cfs_rq->last == se)
4505                 __clear_buddies_last(se);
4506
4507         if (cfs_rq->next == se)
4508                 __clear_buddies_next(se);
4509
4510         if (cfs_rq->skip == se)
4511                 __clear_buddies_skip(se);
4512 }
4513
4514 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4515
4516 static void
4517 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4518 {
4519         int action = UPDATE_TG;
4520
4521         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)))
4522                 action |= DO_DETACH;
4523
4524         /*
4525          * Update run-time statistics of the 'current'.
4526          */
4527         update_curr(cfs_rq);
4528
4529         /*
4530          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4531          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4532          *   - For group_entity, update its runnable_weight to reflect the new
4533          *     h_nr_running of its group cfs_rq.
4534          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4535          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4536          *     of its group cfs_rq.
4537          */
4538         update_load_avg(cfs_rq, se, action);
4539         se_update_runnable(se);
4540
4541         update_stats_dequeue_fair(cfs_rq, se, flags);
4542
4543         clear_buddies(cfs_rq, se);
4544
4545         if (se != cfs_rq->curr)
4546                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4547         se->on_rq = 0;
4548         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4549
4550         /*
4551          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4552          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4553          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4554          * can move min_vruntime forward still more.
4555          */
4556         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4557                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4558
4559         /* return excess runtime on last dequeue */
4560         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4561
4562         update_cfs_group(se);
4563
4564         /*
4565          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4566          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4567          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4568          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4569          */
4570         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4571                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4572
4573         if (cfs_rq->nr_running == 0)
4574                 update_idle_cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
4575 }
4576
4577 /*
4578  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4579  */
4580 static void
4581 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4582 {
4583         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4584         struct sched_entity *se;
4585         s64 delta;
4586
4587         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4588         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4589         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4590                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4591                 /*
4592                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4593                  * re-elected due to buddy favours.
4594                  */
4595                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4596                 return;
4597         }
4598
4599         /*
4600          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4601          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4602          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4603          */
4604         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4605                 return;
4606
4607         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4608         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4609
4610         if (delta < 0)
4611                 return;
4612
4613         if (delta > ideal_runtime)
4614                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4615 }
4616
4617 static void
4618 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4619 {
4620         clear_buddies(cfs_rq, se);
4621
4622         /* 'current' is not kept within the tree. */
4623         if (se->on_rq) {
4624                 /*
4625                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4626                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4627                  * runqueue.
4628                  */
4629                 update_stats_wait_end_fair(cfs_rq, se);
4630                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4631                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4632         }
4633
4634         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4635         cfs_rq->curr = se;
4636
4637         /*
4638          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4639          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4640          * when there are only lesser-weight tasks around):
4641          */
4642         if (schedstat_enabled() &&
4643             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4644                 struct sched_statistics *stats;
4645
4646                 stats = __schedstats_from_se(se);
4647                 __schedstat_set(stats->slice_max,
4648                                 max((u64)stats->slice_max,
4649                                     se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4650         }
4651
4652         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4653 }
4654
4655 static int
4656 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4657
4658 /*
4659  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4660  * 1) keep things fair between processes/task groups
4661  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4662  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4663  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4664  */
4665 static struct sched_entity *
4666 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4667 {
4668         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4669         struct sched_entity *se;
4670
4671         /*
4672          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4673          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4674          */
4675         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4676                 left = curr;
4677
4678         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4679
4680         /*
4681          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4682          * be done without getting too unfair.
4683          */
4684         if (cfs_rq->skip && cfs_rq->skip == se) {
4685                 struct sched_entity *second;
4686
4687                 if (se == curr) {
4688                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4689                 } else {
4690                         second = __pick_next_entity(se);
4691                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4692                                 second = curr;
4693                 }
4694
4695                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4696                         se = second;
4697         }
4698
4699         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1) {
4700                 /*
4701                  * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4702                  */
4703                 se = cfs_rq->next;
4704         } else if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1) {
4705                 /*
4706                  * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4707                  */
4708                 se = cfs_rq->last;
4709         }
4710
4711         return se;
4712 }
4713
4714 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4715
4716 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4717 {
4718         /*
4719          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4720          * was not called and update_curr() has to be done:
4721          */
4722         if (prev->on_rq)
4723                 update_curr(cfs_rq);
4724
4725         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4726         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4727
4728         check_spread(cfs_rq, prev);
4729
4730         if (prev->on_rq) {
4731                 update_stats_wait_start_fair(cfs_rq, prev);
4732                 /* Put 'current' back into the tree. */
4733                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4734                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4735                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4736         }
4737         cfs_rq->curr = NULL;
4738 }
4739
4740 static void
4741 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4742 {
4743         /*
4744          * Update run-time statistics of the 'current'.
4745          */
4746         update_curr(cfs_rq);
4747
4748         /*
4749          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4750          */
4751         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4752         update_cfs_group(curr);
4753
4754 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4755         /*
4756          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4757          * validating it and just reschedule.
4758          */
4759         if (queued) {
4760                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4761                 return;
4762         }
4763         /*
4764          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4765          */
4766         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4767                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4768                 return;
4769 #endif
4770
4771         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4772                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4773 }
4774
4775
4776 /**************************************************
4777  * CFS bandwidth control machinery
4778  */
4779
4780 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4781
4782 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4783 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4784
4785 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4786 {
4787         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4788 }
4789
4790 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4791 {
4792         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4793 }
4794
4795 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4796 {
4797         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4798 }
4799 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4800 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4801 {
4802         return true;
4803 }
4804
4805 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4806 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4807 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4808
4809 /*
4810  * default period for cfs group bandwidth.
4811  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4812  */
4813 static inline u64 default_cfs_period(void)
4814 {
4815         return 100000000ULL;
4816 }
4817
4818 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4819 {
4820         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4821 }
4822
4823 /*
4824  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
4825  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
4826  * around rq->lock.
4827  *
4828  * requires cfs_b->lock
4829  */
4830 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4831 {
4832         s64 runtime;
4833
4834         if (unlikely(cfs_b->quota == RUNTIME_INF))
4835                 return;
4836
4837         cfs_b->runtime += cfs_b->quota;
4838         runtime = cfs_b->runtime_snap - cfs_b->runtime;
4839         if (runtime > 0) {
4840                 cfs_b->burst_time += runtime;
4841                 cfs_b->nr_burst++;
4842         }
4843
4844         cfs_b->runtime = min(cfs_b->runtime, cfs_b->quota + cfs_b->burst);
4845         cfs_b->runtime_snap = cfs_b->runtime;
4846 }
4847
4848 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4849 {
4850         return &tg->cfs_bandwidth;
4851 }
4852
4853 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4854 static int __assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4855                                    struct cfs_rq *cfs_rq, u64 target_runtime)
4856 {
4857         u64 min_amount, amount = 0;
4858
4859         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4860
4861         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4862         min_amount = target_runtime - cfs_rq->runtime_remaining;
4863
4864         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4865                 amount = min_amount;
4866         else {
4867                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4868
4869                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4870                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4871                         cfs_b->runtime -= amount;
4872                         cfs_b->idle = 0;
4873                 }
4874         }
4875
4876         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4877
4878         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4879 }
4880
4881 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4882 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4883 {
4884         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4885         int ret;
4886
4887         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4888         ret = __assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, sched_cfs_bandwidth_slice());
4889         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4890
4891         return ret;
4892 }
4893
4894 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4895 {
4896         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4897         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4898
4899         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4900                 return;
4901
4902         if (cfs_rq->throttled)
4903                 return;
4904         /*
4905          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4906          * hierarchy can be throttled
4907          */
4908         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4909                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4910 }
4911
4912 static __always_inline
4913 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4914 {
4915         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4916                 return;
4917
4918         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4919 }
4920
4921 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4922 {
4923         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4924 }
4925
4926 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4927 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4928 {
4929         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4930 }
4931
4932 /*
4933  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4934  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4935  * load-balance operations.
4936  */
4937 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4938                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4939 {
4940         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4941
4942         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4943         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4944
4945         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4946                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4947 }
4948
4949 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4950 {
4951         struct rq *rq = data;
4952         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4953
4954         cfs_rq->throttle_count--;
4955         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4956                 cfs_rq->throttled_clock_pelt_time += rq_clock_pelt(rq) -
4957                                              cfs_rq->throttled_clock_pelt;
4958
4959                 /* Add cfs_rq with load or one or more already running entities to the list */
4960                 if (!cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
4961                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4962         }
4963
4964         return 0;
4965 }
4966
4967 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4968 {
4969         struct rq *rq = data;
4970         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4971
4972         /* group is entering throttled state, stop time */
4973         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4974                 cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(rq);
4975                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4976         }
4977         cfs_rq->throttle_count++;
4978
4979         return 0;
4980 }
4981
4982 static bool throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4983 {
4984         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4985         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4986         struct sched_entity *se;
4987         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4988
4989         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4990         /* This will start the period timer if necessary */
4991         if (__assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, 1)) {
4992                 /*
4993                  * We have raced with bandwidth becoming available, and if we
4994                  * actually throttled the timer might not unthrottle us for an
4995                  * entire period. We additionally needed to make sure that any
4996                  * subsequent check_cfs_rq_runtime calls agree not to throttle
4997                  * us, as we may commit to do cfs put_prev+pick_next, so we ask
4998                  * for 1ns of runtime rather than just check cfs_b.
4999                  */
5000                 dequeue = 0;
5001         } else {
5002                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list,
5003                                   &cfs_b->throttled_cfs_rq);
5004         }
5005         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5006
5007         if (!dequeue)
5008                 return false;  /* Throttle no longer required. */
5009
5010         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
5011
5012         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
5013         rcu_read_lock();
5014         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
5015         rcu_read_unlock();
5016
5017         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5018         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
5019         for_each_sched_entity(se) {
5020                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5021                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
5022                 if (!se->on_rq)
5023                         goto done;
5024
5025                 dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
5026
5027                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5028                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5029
5030                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
5031                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
5032
5033                 if (qcfs_rq->load.weight) {
5034                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5035                         se = parent_entity(se);
5036                         break;
5037                 }
5038         }
5039
5040         for_each_sched_entity(se) {
5041                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5042                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
5043                 if (!se->on_rq)
5044                         goto done;
5045
5046                 update_load_avg(qcfs_rq, se, 0);
5047                 se_update_runnable(se);
5048
5049                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5050                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5051
5052                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
5053                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
5054         }
5055
5056         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5057         sub_nr_running(rq, task_delta);
5058
5059 done:
5060         /*
5061          * Note: distribution will already see us throttled via the
5062          * throttled-list.  rq->lock protects completion.
5063          */
5064         cfs_rq->throttled = 1;
5065         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
5066         return true;
5067 }
5068
5069 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5070 {
5071         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5072         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5073         struct sched_entity *se;
5074         long task_delta, idle_task_delta;
5075
5076         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5077
5078         cfs_rq->throttled = 0;
5079
5080         update_rq_clock(rq);
5081
5082         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5083         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
5084         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
5085         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5086
5087         /* update hierarchical throttle state */
5088         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
5089
5090         if (!cfs_rq->load.weight) {
5091                 if (!cfs_rq->on_list)
5092                         return;
5093                 /*
5094                  * Nothing to run but something to decay (on_list)?
5095                  * Complete the branch.
5096                  */
5097                 for_each_sched_entity(se) {
5098                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq_of(se)))
5099                                 break;
5100                 }
5101                 goto unthrottle_throttle;
5102         }
5103
5104         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5105         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
5106         for_each_sched_entity(se) {
5107                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5108
5109                 if (se->on_rq)
5110                         break;
5111                 enqueue_entity(qcfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
5112
5113                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5114                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5115
5116                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
5117                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
5118
5119                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5120                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
5121                         goto unthrottle_throttle;
5122         }
5123
5124         for_each_sched_entity(se) {
5125                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5126
5127                 update_load_avg(qcfs_rq, se, UPDATE_TG);
5128                 se_update_runnable(se);
5129
5130                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5131                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5132
5133                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
5134                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
5135
5136                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5137                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
5138                         goto unthrottle_throttle;
5139         }
5140
5141         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5142         add_nr_running(rq, task_delta);
5143
5144 unthrottle_throttle:
5145         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5146
5147         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
5148         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
5149                 resched_curr(rq);
5150 }
5151
5152 static void distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5153 {
5154         struct cfs_rq *cfs_rq;
5155         u64 runtime, remaining = 1;
5156
5157         rcu_read_lock();
5158         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
5159                                 throttled_list) {
5160                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5161                 struct rq_flags rf;
5162
5163                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5164                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5165                         goto next;
5166
5167                 /* By the above check, this should never be true */
5168                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
5169
5170                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5171                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
5172                 if (runtime > cfs_b->runtime)
5173                         runtime = cfs_b->runtime;
5174                 cfs_b->runtime -= runtime;
5175                 remaining = cfs_b->runtime;
5176                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5177
5178                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
5179
5180                 /* we check whether we're throttled above */
5181                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
5182                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5183
5184 next:
5185                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5186
5187                 if (!remaining)
5188                         break;
5189         }
5190         rcu_read_unlock();
5191 }
5192
5193 /*
5194  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
5195  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
5196  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
5197  * used to track this state.
5198  */
5199 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
5200 {
5201         int throttled;
5202
5203         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
5204         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
5205                 goto out_deactivate;
5206
5207         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5208         cfs_b->nr_periods += overrun;
5209
5210         /* Refill extra burst quota even if cfs_b->idle */
5211         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
5212
5213         /*
5214          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
5215          * we're going inactive then everything else can be deferred
5216          */
5217         if (cfs_b->idle && !throttled)
5218                 goto out_deactivate;
5219
5220         if (!throttled) {
5221                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
5222                 cfs_b->idle = 1;
5223                 return 0;
5224         }
5225
5226         /* account preceding periods in which throttling occurred */
5227         cfs_b->nr_throttled += overrun;
5228
5229         /*
5230          * This check is repeated as we release cfs_b->lock while we unthrottle.
5231          */
5232         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
5233                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5234                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
5235                 distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5236                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5237
5238                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5239         }
5240
5241         /*
5242          * While we are ensured activity in the period following an
5243          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
5244          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
5245          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
5246          */
5247         cfs_b->idle = 0;
5248
5249         return 0;
5250
5251 out_deactivate:
5252         return 1;
5253 }
5254
5255 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
5256 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
5257 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
5258 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
5259 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
5260 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
5261
5262 /*
5263  * Are we near the end of the current quota period?
5264  *
5265  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
5266  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
5267  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
5268  */
5269 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
5270 {
5271         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
5272         s64 remaining;
5273
5274         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
5275         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
5276                 return 1;
5277
5278         /* is a quota refresh about to occur? */
5279         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
5280         if (remaining < (s64)min_expire)
5281                 return 1;
5282
5283         return 0;
5284 }
5285
5286 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5287 {
5288         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
5289
5290         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
5291         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
5292                 return;
5293
5294         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
5295         if (cfs_b->slack_started)
5296                 return;
5297         cfs_b->slack_started = true;
5298
5299         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
5300                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
5301                         HRTIMER_MODE_REL);
5302 }
5303
5304 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
5305 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5306 {
5307         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5308         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
5309
5310         if (slack_runtime <= 0)
5311                 return;
5312
5313         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5314         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
5315                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
5316
5317                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
5318                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
5319                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
5320                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
5321         }
5322         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5323
5324         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
5325         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
5326 }
5327
5328 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5329 {
5330         if (!cfs_bandwidth_used())
5331                 return;
5332
5333         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
5334                 return;
5335
5336         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5337 }
5338
5339 /*
5340  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
5341  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
5342  */
5343 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5344 {
5345         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
5346         unsigned long flags;
5347
5348         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
5349         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5350         cfs_b->slack_started = false;
5351
5352         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
5353                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5354                 return;
5355         }
5356
5357         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
5358                 runtime = cfs_b->runtime;
5359
5360         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5361
5362         if (!runtime)
5363                 return;
5364
5365         distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5366 }
5367
5368 /*
5369  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
5370  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
5371  * runtime as update_curr() throttling can not trigger until it's on-rq.
5372  */
5373 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
5374 {
5375         if (!cfs_bandwidth_used())
5376                 return;
5377
5378         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
5379         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
5380                 return;
5381
5382         /* ensure the group is not already throttled */
5383         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5384                 return;
5385
5386         /* update runtime allocation */
5387         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5388         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
5389                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5390 }
5391
5392 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
5393 {
5394         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
5395
5396         if (!cfs_bandwidth_used())
5397                 return;
5398
5399         if (!tg->parent)
5400                 return;
5401
5402         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5403         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
5404
5405         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
5406         cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(cpu_rq(cpu));
5407 }
5408
5409 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
5410 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5411 {
5412         if (!cfs_bandwidth_used())
5413                 return false;
5414
5415         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
5416                 return false;
5417
5418         /*
5419          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
5420          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
5421          */
5422         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5423                 return true;
5424
5425         return throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5426 }
5427
5428 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
5429 {
5430         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5431                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
5432
5433         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
5434
5435         return HRTIMER_NORESTART;
5436 }
5437
5438 extern const u64 max_cfs_quota_period;
5439
5440 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
5441 {
5442         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5443                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
5444         unsigned long flags;
5445         int overrun;
5446         int idle = 0;
5447         int count = 0;
5448
5449         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5450         for (;;) {
5451                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
5452                 if (!overrun)
5453                         break;
5454
5455                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
5456
5457                 if (++count > 3) {
5458                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
5459
5460                         /*
5461                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
5462                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
5463                          * to fail.
5464                          */
5465                         new = old * 2;
5466                         if (new < max_cfs_quota_period) {
5467                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
5468                                 cfs_b->quota *= 2;
5469                                 cfs_b->burst *= 2;
5470
5471                                 pr_warn_ratelimited(
5472         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5473                                         smp_processor_id(),
5474                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
5475                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5476                         } else {
5477                                 pr_warn_ratelimited(
5478         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5479                                         smp_processor_id(),
5480                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
5481                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5482                         }
5483
5484                         /* reset count so we don't come right back in here */
5485                         count = 0;
5486                 }
5487         }
5488         if (idle)
5489                 cfs_b->period_active = 0;
5490         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5491
5492         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
5493 }
5494
5495 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5496 {
5497         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
5498         cfs_b->runtime = 0;
5499         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
5500         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
5501         cfs_b->burst = 0;
5502
5503         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5504         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5505         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
5506         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
5507         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
5508         cfs_b->slack_started = false;
5509 }
5510
5511 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5512 {
5513         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5514         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5515 }
5516
5517 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5518 {
5519         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5520
5521         if (cfs_b->period_active)
5522                 return;
5523
5524         cfs_b->period_active = 1;
5525         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5526         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5527 }
5528
5529 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5530 {
5531         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5532         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5533                 return;
5534
5535         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5536         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5537 }
5538
5539 /*
5540  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5541  *
5542  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5543  * bits doesn't do much.
5544  */
5545
5546 /* cpu online callback */
5547 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5548 {
5549         struct task_group *tg;
5550
5551         lockdep_assert_rq_held(rq);
5552
5553         rcu_read_lock();
5554         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5555                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5556                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5557
5558                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5559                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5560                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5561         }
5562         rcu_read_unlock();
5563 }
5564
5565 /* cpu offline callback */
5566 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5567 {
5568         struct task_group *tg;
5569
5570         lockdep_assert_rq_held(rq);
5571
5572         rcu_read_lock();
5573         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5574                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5575
5576                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5577                         continue;
5578
5579                 /*
5580                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5581                  * there's some valid quota amount
5582                  */
5583                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5584                 /*
5585                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5586                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5587                  */
5588                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5589
5590                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5591                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5592         }
5593         rcu_read_unlock();
5594 }
5595
5596 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5597
5598 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5599 {
5600         return false;
5601 }
5602
5603 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5604 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5605 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5606 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5607 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5608
5609 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5610 {
5611         return 0;
5612 }
5613
5614 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5615 {
5616         return 0;
5617 }
5618
5619 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5620                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5621 {
5622         return 0;
5623 }
5624
5625 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5626
5627 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5628 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5629 #endif
5630
5631 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5632 {
5633         return NULL;
5634 }
5635 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5636 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5637 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5638
5639 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5640
5641 /**************************************************
5642  * CFS operations on tasks:
5643  */
5644
5645 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5646 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5647 {
5648         struct sched_entity *se = &p->se;
5649         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5650
5651         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5652
5653         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5654                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5655                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5656                 s64 delta = slice - ran;
5657
5658                 if (delta < 0) {
5659                         if (task_current(rq, p))
5660                                 resched_curr(rq);
5661                         return;
5662                 }
5663                 hrtick_start(rq, delta);
5664         }
5665 }
5666
5667 /*
5668  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5669  * current task is from our class and nr_running is low enough
5670  * to matter.
5671  */
5672 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5673 {
5674         struct task_struct *curr = rq->curr;
5675
5676         if (!hrtick_enabled_fair(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5677                 return;
5678
5679         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5680                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5681 }
5682 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5683 static inline void
5684 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5685 {
5686 }
5687
5688 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5689 {
5690 }
5691 #endif
5692
5693 #ifdef CONFIG_SMP
5694 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5695 {
5696         return !fits_capacity(cpu_util_cfs(cpu), capacity_of(cpu));
5697 }
5698
5699 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5700 {
5701         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5702                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5703                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5704         }
5705 }
5706 #else
5707 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5708 #endif
5709
5710 /* Runqueue only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5711 static int sched_idle_rq(struct rq *rq)
5712 {
5713         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5714                         rq->nr_running);
5715 }
5716
5717 /*
5718  * Returns true if cfs_rq only has SCHED_IDLE entities enqueued. Note the use
5719  * of idle_nr_running, which does not consider idle descendants of normal
5720  * entities.
5721  */
5722 static bool sched_idle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5723 {
5724         return cfs_rq->nr_running &&
5725                 cfs_rq->nr_running == cfs_rq->idle_nr_running;
5726 }
5727
5728 #ifdef CONFIG_SMP
5729 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5730 {
5731         return sched_idle_rq(cpu_rq(cpu));
5732 }
5733 #endif
5734
5735 /*
5736  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5737  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5738  * then put the task into the rbtree:
5739  */
5740 static void
5741 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5742 {
5743         struct cfs_rq *cfs_rq;
5744         struct sched_entity *se = &p->se;
5745         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5746         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
5747
5748         /*
5749          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5750          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5751          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5752          * estimated utilization, before we update schedutil.
5753          */
5754         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5755
5756         /*
5757          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5758          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5759          * passed.
5760          */
5761         if (p->in_iowait)
5762                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5763
5764         for_each_sched_entity(se) {
5765                 if (se->on_rq)
5766                         break;
5767                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5768                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5769
5770                 cfs_rq->h_nr_running++;
5771                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5772
5773                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5774                         idle_h_nr_running = 1;
5775
5776                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5777                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5778                         goto enqueue_throttle;
5779
5780                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5781         }
5782
5783         for_each_sched_entity(se) {
5784                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5785
5786                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5787                 se_update_runnable(se);
5788                 update_cfs_group(se);
5789
5790                 cfs_rq->h_nr_running++;
5791                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5792
5793                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5794                         idle_h_nr_running = 1;
5795
5796                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5797                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5798                         goto enqueue_throttle;
5799         }
5800
5801         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5802         add_nr_running(rq, 1);
5803
5804         /*
5805          * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5806          * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5807          * ability to cross the overutilized threshold, which will
5808          * result in the load balancer ruining all the task placement
5809          * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5810          * for the first enqueue operation of new tasks during the
5811          * overutilized flag detection.
5812          *
5813          * A better way of solving this problem would be to wait for
5814          * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5815          * into account, but that is not straightforward to implement,
5816          * and the following generally works well enough in practice.
5817          */
5818         if (!task_new)
5819                 update_overutilized_status(rq);
5820
5821 enqueue_throttle:
5822         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5823
5824         hrtick_update(rq);
5825 }
5826
5827 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5828
5829 /*
5830  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5831  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5832  * update the fair scheduling stats:
5833  */
5834 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5835 {
5836         struct cfs_rq *cfs_rq;
5837         struct sched_entity *se = &p->se;
5838         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5839         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5840         bool was_sched_idle = sched_idle_rq(rq);
5841
5842         util_est_dequeue(&rq->cfs, p);
5843
5844         for_each_sched_entity(se) {
5845                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5846                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5847
5848                 cfs_rq->h_nr_running--;
5849                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5850
5851                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5852                         idle_h_nr_running = 1;
5853
5854                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5855                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5856                         goto dequeue_throttle;
5857
5858                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5859                 if (cfs_rq->load.weight) {
5860                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5861                         se = parent_entity(se);
5862                         /*
5863                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5864                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5865                          */
5866                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5867                                 set_next_buddy(se);
5868                         break;
5869                 }
5870                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5871         }
5872
5873         for_each_sched_entity(se) {
5874                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5875
5876                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5877                 se_update_runnable(se);
5878                 update_cfs_group(se);
5879
5880                 cfs_rq->h_nr_running--;
5881                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5882
5883                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5884                         idle_h_nr_running = 1;
5885
5886                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5887                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5888                         goto dequeue_throttle;
5889
5890         }
5891
5892         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5893         sub_nr_running(rq, 1);
5894
5895         /* balance early to pull high priority tasks */
5896         if (unlikely(!was_sched_idle && sched_idle_rq(rq)))
5897                 rq->next_balance = jiffies;
5898
5899 dequeue_throttle:
5900         util_est_update(&rq->cfs, p, task_sleep);
5901         hrtick_update(rq);
5902 }
5903
5904 #ifdef CONFIG_SMP
5905
5906 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5907 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5908 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_rq_mask);
5909
5910 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5911
5912 static struct {
5913         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5914         atomic_t nr_cpus;
5915         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5916         int needs_update;               /* Newly idle CPUs need their next_balance collated */
5917         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5918         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5919 } nohz ____cacheline_aligned;
5920
5921 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5922
5923 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
5924 {
5925         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
5926 }
5927
5928 /*
5929  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
5930  * @cpu: the CPU which load is requested
5931  * @p: the task which load should be discounted
5932  *
5933  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
5934  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
5935  * CPU.
5936  *
5937  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
5938  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
5939  * load.
5940  */
5941 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5942 {
5943         struct cfs_rq *cfs_rq;
5944         unsigned int load;
5945
5946         /* Task has no contribution or is new */
5947         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5948                 return cpu_load(rq);
5949
5950         cfs_rq = &rq->cfs;
5951         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
5952
5953         /* Discount task's util from CPU's util */
5954         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
5955
5956         return load;
5957 }
5958
5959 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq)
5960 {
5961         return cfs_rq_runnable_avg(&rq->cfs);
5962 }
5963
5964 static unsigned long cpu_runnable_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5965 {
5966         struct cfs_rq *cfs_rq;
5967         unsigned int runnable;
5968
5969         /* Task has no contribution or is new */
5970         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5971                 return cpu_runnable(rq);
5972
5973         cfs_rq = &rq->cfs;
5974         runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
5975
5976         /* Discount task's runnable from CPU's runnable */
5977         lsub_positive(&runnable, p->se.avg.runnable_avg);
5978
5979         return runnable;
5980 }
5981
5982 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5983 {
5984         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5985 }
5986
5987 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5988 {
5989         /*
5990          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5991          * jiffy will not have built up many flips.
5992          */
5993         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5994                 current->wakee_flips >>= 1;
5995                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5996         }
5997
5998         if (current->last_wakee != p) {
5999                 current->last_wakee = p;
6000                 current->wakee_flips++;
6001         }
6002 }
6003
6004 /*
6005  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
6006  *
6007  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
6008  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
6009  *
6010  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
6011  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
6012  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
6013  *
6014  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
6015  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
6016  *
6017  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
6018  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
6019  * socket size.
6020  */
6021 static int wake_wide(struct task_struct *p)
6022 {
6023         unsigned int master = current->wakee_flips;
6024         unsigned int slave = p->wakee_flips;
6025         int factor = __this_cpu_read(sd_llc_size);
6026
6027         if (master < slave)
6028                 swap(master, slave);
6029         if (slave < factor || master < slave * factor)
6030                 return 0;
6031         return 1;
6032 }
6033
6034 /*
6035  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
6036  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
6037  * CPU.
6038  *
6039  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
6040  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
6041  *
6042  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
6043  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
6044  *                        for the overloaded case.
6045  */
6046 static int
6047 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6048 {
6049         /*
6050          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
6051          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
6052          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
6053          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
6054          *
6055          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
6056          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
6057          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
6058          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
6059          * on one CPU.
6060          */
6061         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
6062                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
6063
6064         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
6065                 return this_cpu;
6066
6067         if (available_idle_cpu(prev_cpu))
6068                 return prev_cpu;
6069
6070         return nr_cpumask_bits;
6071 }
6072
6073 static int
6074 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6075                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6076 {
6077         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
6078         unsigned long task_load;
6079
6080         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
6081
6082         if (sync) {
6083                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
6084
6085                 if (current_load > this_eff_load)
6086                         return this_cpu;
6087
6088                 this_eff_load -= current_load;
6089         }
6090
6091         task_load = task_h_load(p);
6092
6093         this_eff_load += task_load;
6094         if (sched_feat(WA_BIAS))
6095                 this_eff_load *= 100;
6096         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
6097
6098         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
6099         prev_eff_load -= task_load;
6100         if (sched_feat(WA_BIAS))
6101                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
6102         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
6103
6104         /*
6105          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
6106          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
6107          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
6108          * idle.
6109          */
6110         if (sync)
6111                 prev_eff_load += 1;
6112
6113         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
6114 }
6115
6116 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6117                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6118 {
6119         int target = nr_cpumask_bits;
6120
6121         if (sched_feat(WA_IDLE))
6122                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
6123
6124         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
6125                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
6126
6127         schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_affine_attempts);
6128         if (target == nr_cpumask_bits)
6129                 return prev_cpu;
6130
6131         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
6132         schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_affine);
6133         return target;
6134 }
6135
6136 static struct sched_group *
6137 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu);
6138
6139 /*
6140  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
6141  */
6142 static int
6143 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
6144 {
6145         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
6146         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
6147         u64 latest_idle_timestamp = 0;
6148         int least_loaded_cpu = this_cpu;
6149         int shallowest_idle_cpu = -1;
6150         int i;
6151
6152         /* Check if we have any choice: */
6153         if (group->group_weight == 1)
6154                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
6155
6156         /* Traverse only the allowed CPUs */
6157         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
6158                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6159
6160                 if (!sched_core_cookie_match(rq, p))
6161                         continue;
6162
6163                 if (sched_idle_cpu(i))
6164                         return i;
6165
6166                 if (available_idle_cpu(i)) {
6167                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
6168                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
6169                                 /*
6170                                  * We give priority to a CPU whose idle state
6171                                  * has the smallest exit latency irrespective
6172                                  * of any idle timestamp.
6173                                  */
6174                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
6175                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6176                                 shallowest_idle_cpu = i;
6177                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
6178                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
6179                                 /*
6180                                  * If equal or no active idle state, then
6181                                  * the most recently idled CPU might have
6182                                  * a warmer cache.
6183                                  */
6184                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6185                                 shallowest_idle_cpu = i;
6186                         }
6187                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
6188                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
6189                         if (load < min_load) {
6190                                 min_load = load;
6191                                 least_loaded_cpu = i;
6192                         }
6193                 }
6194         }
6195
6196         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
6197 }
6198
6199 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6200                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
6201 {
6202         int new_cpu = cpu;
6203
6204         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
6205                 return prev_cpu;
6206
6207         /*
6208          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
6209          * prev_cpu's last_update_time.
6210          */
6211         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
6212                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6213
6214         while (sd) {
6215                 struct sched_group *group;
6216                 struct sched_domain *tmp;
6217                 int weight;
6218
6219                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
6220                         sd = sd->child;
6221                         continue;
6222                 }
6223
6224                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu);
6225                 if (!group) {
6226                         sd = sd->child;
6227                         continue;
6228                 }
6229
6230                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
6231                 if (new_cpu == cpu) {
6232                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
6233                         sd = sd->child;
6234                         continue;
6235                 }
6236
6237                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
6238                 cpu = new_cpu;
6239                 weight = sd->span_weight;
6240                 sd = NULL;
6241                 for_each_domain(cpu, tmp) {
6242                         if (weight <= tmp->span_weight)
6243                                 break;
6244                         if (tmp->flags & sd_flag)
6245                                 sd = tmp;
6246                 }
6247         }
6248
6249         return new_cpu;
6250 }
6251
6252 static inline int __select_idle_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
6253 {
6254         if ((available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu)) &&
6255             sched_cpu_cookie_match(cpu_rq(cpu), p))
6256                 return cpu;
6257
6258         return -1;
6259 }
6260
6261 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6262 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
6263 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
6264
6265 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6266 {
6267         struct sched_domain_shared *sds;
6268
6269         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6270         if (sds)
6271                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
6272 }
6273
6274 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6275 {
6276         struct sched_domain_shared *sds;
6277
6278         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6279         if (sds)
6280                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
6281
6282         return def;
6283 }
6284
6285 /*
6286  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
6287  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
6288  *
6289  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
6290  * state should be fairly cheap.
6291  */
6292 void __update_idle_core(struct rq *rq)
6293 {
6294         int core = cpu_of(rq);
6295         int cpu;
6296
6297         rcu_read_lock();
6298         if (test_idle_cores(core, true))
6299                 goto unlock;
6300
6301         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6302                 if (cpu == core)
6303                         continue;
6304
6305                 if (!available_idle_cpu(cpu))
6306                         goto unlock;
6307         }
6308
6309         set_idle_cores(core, 1);
6310 unlock:
6311         rcu_read_unlock();
6312 }
6313
6314 /*
6315  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
6316  * there are no idle cores left in the system; tracked through
6317  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
6318  */
6319 static int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6320 {
6321         bool idle = true;
6322         int cpu;
6323
6324         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6325                 return __select_idle_cpu(core, p);
6326
6327         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6328                 if (!available_idle_cpu(cpu)) {
6329                         idle = false;
6330                         if (*idle_cpu == -1) {
6331                                 if (sched_idle_cpu(cpu) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
6332                                         *idle_cpu = cpu;
6333                                         break;
6334                                 }
6335                                 continue;
6336                         }
6337                         break;
6338                 }
6339                 if (*idle_cpu == -1 && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6340                         *idle_cpu = cpu;
6341         }
6342
6343         if (idle)
6344                 return core;
6345
6346         cpumask_andnot(cpus, cpus, cpu_smt_mask(core));
6347         return -1;
6348 }
6349
6350 /*
6351  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
6352  */
6353 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6354 {
6355         int cpu;
6356
6357         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
6358                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr) ||
6359                     !cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
6360                         continue;
6361                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6362                         return cpu;
6363         }
6364
6365         return -1;
6366 }
6367
6368 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
6369
6370 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6371 {
6372 }
6373
6374 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6375 {
6376         return def;
6377 }
6378
6379 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6380 {
6381         return __select_idle_cpu(core, p);
6382 }
6383
6384 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6385 {
6386         return -1;
6387 }
6388
6389 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
6390
6391 /*
6392  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
6393  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
6394  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
6395  */
6396 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, bool has_idle_core, int target)
6397 {
6398         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
6399         int i, cpu, idle_cpu = -1, nr = INT_MAX;
6400         struct sched_domain_shared *sd_share;
6401         struct rq *this_rq = this_rq();
6402         int this = smp_processor_id();
6403         struct sched_domain *this_sd;
6404         u64 time = 0;
6405
6406         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
6407         if (!this_sd)
6408                 return -1;
6409
6410         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6411
6412         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6413                 u64 avg_cost, avg_idle, span_avg;
6414                 unsigned long now = jiffies;
6415
6416                 /*
6417                  * If we're busy, the assumption that the last idle period
6418                  * predicts the future is flawed; age away the remaining
6419                  * predicted idle time.
6420                  */
6421                 if (unlikely(this_rq->wake_stamp < now)) {
6422                         while (this_rq->wake_stamp < now && this_rq->wake_avg_idle) {
6423                                 this_rq->wake_stamp++;
6424                                 this_rq->wake_avg_idle >>= 1;
6425                         }
6426                 }
6427
6428                 avg_idle = this_rq->wake_avg_idle;
6429                 avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6430
6431                 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6432                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6433                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6434                 else
6435                         nr = 4;
6436
6437                 time = cpu_clock(this);
6438         }
6439
6440         if (sched_feat(SIS_UTIL)) {
6441                 sd_share = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, target));
6442                 if (sd_share) {
6443                         /* because !--nr is the condition to stop scan */
6444                         nr = READ_ONCE(sd_share->nr_idle_scan) + 1;
6445                         /* overloaded LLC is unlikely to have idle cpu/core */
6446                         if (nr == 1)
6447                                 return -1;
6448                 }
6449         }
6450
6451         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target + 1) {
6452                 if (has_idle_core) {
6453                         i = select_idle_core(p, cpu, cpus, &idle_cpu);
6454                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6455                                 return i;
6456
6457                 } else {
6458                         if (!--nr)
6459                                 return -1;
6460                         idle_cpu = __select_idle_cpu(cpu, p);
6461                         if ((unsigned int)idle_cpu < nr_cpumask_bits)
6462                                 break;
6463                 }
6464         }
6465
6466         if (has_idle_core)
6467                 set_idle_cores(target, false);
6468
6469         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6470                 time = cpu_clock(this) - time;
6471
6472                 /*
6473                  * Account for the scan cost of wakeups against the average
6474                  * idle time.
6475                  */
6476                 this_rq->wake_avg_idle -= min(this_rq->wake_avg_idle, time);
6477
6478                 update_avg(&this_sd->avg_scan_cost, time);
6479         }
6480
6481         return idle_cpu;
6482 }
6483
6484 /*
6485  * Scan the asym_capacity domain for idle CPUs; pick the first idle one on which
6486  * the task fits. If no CPU is big enough, but there are idle ones, try to
6487  * maximize capacity.
6488  */
6489 static int
6490 select_idle_capacity(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6491 {
6492         unsigned long task_util, best_cap = 0;
6493         int cpu, best_cpu = -1;
6494         struct cpumask *cpus;
6495
6496         cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
6497         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6498
6499         task_util = uclamp_task_util(p);
6500
6501         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6502                 unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
6503
6504                 if (!available_idle_cpu(cpu) && !sched_idle_cpu(cpu))
6505                         continue;
6506                 if (fits_capacity(task_util, cpu_cap))
6507                         return cpu;
6508
6509                 if (cpu_cap > best_cap) {
6510                         best_cap = cpu_cap;
6511                         best_cpu = cpu;
6512                 }
6513         }
6514
6515         return best_cpu;
6516 }
6517
6518 static inline bool asym_fits_capacity(unsigned long task_util, int cpu)
6519 {
6520         if (sched_asym_cpucap_active())
6521                 return fits_capacity(task_util, capacity_of(cpu));
6522
6523         return true;
6524 }
6525
6526 /*
6527  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6528  */
6529 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6530 {
6531         bool has_idle_core = false;
6532         struct sched_domain *sd;
6533         unsigned long task_util;
6534         int i, recent_used_cpu;
6535
6536         /*
6537          * On asymmetric system, update task utilization because we will check
6538          * that the task fits with cpu's capacity.
6539          */
6540         if (sched_asym_cpucap_active()) {
6541                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6542                 task_util = uclamp_task_util(p);
6543         }
6544
6545         /*
6546          * per-cpu select_rq_mask usage
6547          */
6548         lockdep_assert_irqs_disabled();
6549
6550         if ((available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target)) &&
6551             asym_fits_capacity(task_util, target))
6552                 return target;
6553
6554         /*
6555          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6556          */
6557         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
6558             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)) &&
6559             asym_fits_capacity(task_util, prev))
6560                 return prev;
6561
6562         /*
6563          * Allow a per-cpu kthread to stack with the wakee if the
6564          * kworker thread and the tasks previous CPUs are the same.
6565          * The assumption is that the wakee queued work for the
6566          * per-cpu kthread that is now complete and the wakeup is
6567          * essentially a sync wakeup. An obvious example of this
6568          * pattern is IO completions.
6569          */
6570         if (is_per_cpu_kthread(current) &&
6571             in_task() &&
6572             prev == smp_processor_id() &&
6573             this_rq()->nr_running <= 1 &&
6574             asym_fits_capacity(task_util, prev)) {
6575                 return prev;
6576         }
6577
6578         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6579         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6580         p->recent_used_cpu = prev;
6581         if (recent_used_cpu != prev &&
6582             recent_used_cpu != target &&
6583             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6584             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
6585             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr) &&
6586             asym_fits_capacity(task_util, recent_used_cpu)) {
6587                 return recent_used_cpu;
6588         }
6589
6590         /*
6591          * For asymmetric CPU capacity systems, our domain of interest is
6592          * sd_asym_cpucapacity rather than sd_llc.
6593          */
6594         if (sched_asym_cpucap_active()) {
6595                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, target));
6596                 /*
6597                  * On an asymmetric CPU capacity system where an exclusive
6598                  * cpuset defines a symmetric island (i.e. one unique
6599                  * capacity_orig value through the cpuset), the key will be set
6600                  * but the CPUs within that cpuset will not have a domain with
6601                  * SD_ASYM_CPUCAPACITY. These should follow the usual symmetric
6602                  * capacity path.
6603                  */
6604                 if (sd) {
6605                         i = select_idle_capacity(p, sd, target);
6606                         return ((unsigned)i < nr_cpumask_bits) ? i : target;
6607                 }
6608         }
6609
6610         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6611         if (!sd)
6612                 return target;
6613
6614         if (sched_smt_active()) {
6615                 has_idle_core = test_idle_cores(target, false);
6616
6617                 if (!has_idle_core && cpus_share_cache(prev, target)) {
6618                         i = select_idle_smt(p, sd, prev);
6619                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6620                                 return i;
6621                 }
6622         }
6623
6624         i = select_idle_cpu(p, sd, has_idle_core, target);
6625         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6626                 return i;
6627
6628         return target;
6629 }
6630
6631 /*
6632  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was removed from @cpu
6633  * (@dst_cpu = -1) or migrated to @dst_cpu.
6634  */
6635 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6636 {
6637         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6638         unsigned long util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6639
6640         /*
6641          * If @dst_cpu is -1 or @p migrates from @cpu to @dst_cpu remove its
6642          * contribution. If @p migrates from another CPU to @cpu add its
6643          * contribution. In all the other cases @cpu is not impacted by the
6644          * migration so its util_avg is already correct.
6645          */
6646         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6647                 lsub_positive(&util, task_util(p));
6648         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6649                 util += task_util(p);
6650
6651         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6652                 unsigned long util_est;
6653
6654                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6655
6656                 /*
6657                  * During wake-up @p isn't enqueued yet and doesn't contribute
6658                  * to any cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_est.enqueued.
6659                  * If @dst_cpu == @cpu add it to "simulate" cpu_util after @p
6660                  * has been enqueued.
6661                  *
6662                  * During exec (@dst_cpu = -1) @p is enqueued and does
6663                  * contribute to cpu_rq(cpu)->cfs.util_est.enqueued.
6664                  * Remove it to "simulate" cpu_util without @p's contribution.
6665                  *
6666                  * Despite the task_on_rq_queued(@p) check there is still a
6667                  * small window for a possible race when an exec
6668                  * select_task_rq_fair() races with LB's detach_task().
6669                  *
6670                  *   detach_task()
6671                  *     deactivate_task()
6672                  *       p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6673                  *       -------------------------------- A
6674                  *       dequeue_task()                    \
6675                  *         dequeue_task_fair()              + Race Time
6676                  *           util_est_dequeue()            /
6677                  *       -------------------------------- B
6678                  *
6679                  * The additional check "current == p" is required to further
6680                  * reduce the race window.
6681                  */
6682                 if (dst_cpu == cpu)
6683                         util_est += _task_util_est(p);
6684                 else if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6685                         lsub_positive(&util_est, _task_util_est(p));
6686
6687                 util = max(util, util_est);
6688         }
6689
6690         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6691 }
6692
6693 /*
6694  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6695  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6696  * @p: the task which utilization should be discounted
6697  *
6698  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6699  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6700  * execution on that CPU.
6701  *
6702  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6703  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6704  * contributing to the CPU utilization.
6705  */
6706 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6707 {
6708         /* Task has no contribution or is new */
6709         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6710                 return cpu_util_cfs(cpu);
6711
6712         return cpu_util_next(cpu, p, -1);
6713 }
6714
6715 /*
6716  * energy_env - Utilization landscape for energy estimation.
6717  * @task_busy_time: Utilization contribution by the task for which we test the
6718  *                  placement. Given by eenv_task_busy_time().
6719  * @pd_busy_time:   Utilization of the whole perf domain without the task
6720  *                  contribution. Given by eenv_pd_busy_time().
6721  * @cpu_cap:        Maximum CPU capacity for the perf domain.
6722  * @pd_cap:         Entire perf domain capacity. (pd->nr_cpus * cpu_cap).
6723  */
6724 struct energy_env {
6725         unsigned long task_busy_time;
6726         unsigned long pd_busy_time;
6727         unsigned long cpu_cap;
6728         unsigned long pd_cap;
6729 };
6730
6731 /*
6732  * Compute the task busy time for compute_energy(). This time cannot be
6733  * injected directly into effective_cpu_util() because of the IRQ scaling.
6734  * The latter only makes sense with the most recent CPUs where the task has
6735  * run.
6736  */
6737 static inline void eenv_task_busy_time(struct energy_env *eenv,
6738                                        struct task_struct *p, int prev_cpu)
6739 {
6740         unsigned long busy_time, max_cap = arch_scale_cpu_capacity(prev_cpu);
6741         unsigned long irq = cpu_util_irq(cpu_rq(prev_cpu));
6742
6743         if (unlikely(irq >= max_cap))
6744                 busy_time = max_cap;
6745         else
6746                 busy_time = scale_irq_capacity(task_util_est(p), irq, max_cap);
6747
6748         eenv->task_busy_time = busy_time;
6749 }
6750
6751 /*
6752  * Compute the perf_domain (PD) busy time for compute_energy(). Based on the
6753  * utilization for each @pd_cpus, it however doesn't take into account
6754  * clamping since the ratio (utilization / cpu_capacity) is already enough to
6755  * scale the EM reported power consumption at the (eventually clamped)
6756  * cpu_capacity.
6757  *
6758  * The contribution of the task @p for which we want to estimate the
6759  * energy cost is removed (by cpu_util_next()) and must be calculated
6760  * separately (see eenv_task_busy_time). This ensures:
6761  *
6762  *   - A stable PD utilization, no matter which CPU of that PD we want to place
6763  *     the task on.
6764  *
6765  *   - A fair comparison between CPUs as the task contribution (task_util())
6766  *     will always be the same no matter which CPU utilization we rely on
6767  *     (util_avg or util_est).
6768  *
6769  * Set @eenv busy time for the PD that spans @pd_cpus. This busy time can't
6770  * exceed @eenv->pd_cap.
6771  */
6772 static inline void eenv_pd_busy_time(struct energy_env *eenv,
6773                                      struct cpumask *pd_cpus,
6774                                      struct task_struct *p)
6775 {
6776         unsigned long busy_time = 0;
6777         int cpu;
6778
6779         for_each_cpu(cpu, pd_cpus) {
6780                 unsigned long util = cpu_util_next(cpu, p, -1);
6781
6782                 busy_time += effective_cpu_util(cpu, util, ENERGY_UTIL, NULL);
6783         }
6784
6785         eenv->pd_busy_time = min(eenv->pd_cap, busy_time);
6786 }
6787
6788 /*
6789  * Compute the maximum utilization for compute_energy() when the task @p
6790  * is placed on the cpu @dst_cpu.
6791  *
6792  * Returns the maximum utilization among @eenv->cpus. This utilization can't
6793  * exceed @eenv->cpu_cap.
6794  */
6795 static inline unsigned long
6796 eenv_pd_max_util(struct energy_env *eenv, struct cpumask *pd_cpus,
6797                  struct task_struct *p, int dst_cpu)
6798 {
6799         unsigned long max_util = 0;
6800         int cpu;
6801
6802         for_each_cpu(cpu, pd_cpus) {
6803                 struct task_struct *tsk = (cpu == dst_cpu) ? p : NULL;
6804                 unsigned long util = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6805                 unsigned long cpu_util;
6806
6807                 /*
6808                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6809                  * must be considered since it affects the selection
6810                  * of the performance domain frequency.
6811                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6812                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6813                  */
6814                 cpu_util = effective_cpu_util(cpu, util, FREQUENCY_UTIL, tsk);
6815                 max_util = max(max_util, cpu_util);
6816         }
6817
6818         return min(max_util, eenv->cpu_cap);
6819 }
6820
6821 /*
6822  * compute_energy(): Use the Energy Model to estimate the energy that @pd would
6823  * consume for a given utilization landscape @eenv. When @dst_cpu < 0, the task
6824  * contribution is ignored.
6825  */
6826 static inline unsigned long
6827 compute_energy(struct energy_env *eenv, struct perf_domain *pd,
6828                struct cpumask *pd_cpus, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6829 {
6830         unsigned long max_util = eenv_pd_max_util(eenv, pd_cpus, p, dst_cpu);
6831         unsigned long busy_time = eenv->pd_busy_time;
6832
6833         if (dst_cpu >= 0)
6834                 busy_time = min(eenv->pd_cap, busy_time + eenv->task_busy_time);
6835
6836         return em_cpu_energy(pd->em_pd, max_util, busy_time, eenv->cpu_cap);
6837 }
6838
6839 /*
6840  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6841  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6842  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6843  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6844  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6845  *
6846  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6847  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6848  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6849  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6850  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6851  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6852  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6853  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6854  * the best candidates of the performance domain.
6855  *
6856  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6857  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6858  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6859  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6860  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6861  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6862  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6863  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6864  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6865  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6866  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6867  *
6868  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6869  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6870  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6871  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6872  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6873  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6874  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6875  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6876  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6877  */
6878 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6879 {
6880         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
6881         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6882         struct root_domain *rd = this_rq()->rd;
6883         int cpu, best_energy_cpu, target = -1;
6884         struct sched_domain *sd;
6885         struct perf_domain *pd;
6886         struct energy_env eenv;
6887
6888         rcu_read_lock();
6889         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6890         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6891                 goto unlock;
6892
6893         /*
6894          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6895          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6896          */
6897         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6898         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6899                 sd = sd->parent;
6900         if (!sd)
6901                 goto unlock;
6902
6903         target = prev_cpu;
6904
6905         sync_entity_load_avg(&p->se);
6906         if (!task_util_est(p))
6907                 goto unlock;
6908
6909         eenv_task_busy_time(&eenv, p, prev_cpu);
6910
6911         for (; pd; pd = pd->next) {
6912                 unsigned long cpu_cap, cpu_thermal_cap, util;
6913                 unsigned long cur_delta, max_spare_cap = 0;
6914                 bool compute_prev_delta = false;
6915                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6916                 unsigned long base_energy;
6917
6918                 cpumask_and(cpus, perf_domain_span(pd), cpu_online_mask);
6919
6920                 if (cpumask_empty(cpus))
6921                         continue;
6922
6923                 /* Account thermal pressure for the energy estimation */
6924                 cpu = cpumask_first(cpus);
6925                 cpu_thermal_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
6926                 cpu_thermal_cap -= arch_scale_thermal_pressure(cpu);
6927
6928                 eenv.cpu_cap = cpu_thermal_cap;
6929                 eenv.pd_cap = 0;
6930
6931                 for_each_cpu(cpu, cpus) {
6932                         eenv.pd_cap += cpu_thermal_cap;
6933
6934                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
6935                                 continue;
6936
6937                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6938                                 continue;
6939
6940                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6941                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6942
6943                         /*
6944                          * Skip CPUs that cannot satisfy the capacity request.
6945                          * IOW, placing the task there would make the CPU
6946                          * overutilized. Take uclamp into account to see how
6947                          * much capacity we can get out of the CPU; this is
6948                          * aligned with sched_cpu_util().
6949                          */
6950                         util = uclamp_rq_util_with(cpu_rq(cpu), util, p);
6951                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6952                                 continue;
6953
6954                         lsub_positive(&cpu_cap, util);
6955
6956                         if (cpu == prev_cpu) {
6957                                 /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6958                                 compute_prev_delta = true;
6959                         } else if (cpu_cap > max_spare_cap) {
6960                                 /*
6961                                  * Find the CPU with the maximum spare capacity
6962                                  * in the performance domain.
6963                                  */
6964                                 max_spare_cap = cpu_cap;
6965                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6966                         }
6967                 }
6968
6969                 if (max_spare_cap_cpu < 0 && !compute_prev_delta)
6970                         continue;
6971
6972                 eenv_pd_busy_time(&eenv, cpus, p);
6973                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
6974                 base_energy = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p, -1);
6975
6976                 /* Evaluate the energy impact of using prev_cpu. */
6977                 if (compute_prev_delta) {
6978                         prev_delta = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p,
6979                                                     prev_cpu);
6980                         /* CPU utilization has changed */
6981                         if (prev_delta < base_energy)
6982                                 goto unlock;
6983                         prev_delta -= base_energy;
6984                         best_delta = min(best_delta, prev_delta);
6985                 }
6986
6987                 /* Evaluate the energy impact of using max_spare_cap_cpu. */
6988                 if (max_spare_cap_cpu >= 0) {
6989                         cur_delta = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p,
6990                                                    max_spare_cap_cpu);
6991                         /* CPU utilization has changed */
6992                         if (cur_delta < base_energy)
6993                                 goto unlock;
6994                         cur_delta -= base_energy;
6995                         if (cur_delta < best_delta) {
6996                                 best_delta = cur_delta;
6997                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6998                         }
6999                 }
7000         }
7001         rcu_read_unlock();
7002
7003         if (best_delta < prev_delta)
7004                 target = best_energy_cpu;
7005
7006         return target;
7007
7008 unlock:
7009         rcu_read_unlock();
7010
7011         return target;
7012 }
7013
7014 /*
7015  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
7016  * that have the relevant SD flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
7017  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
7018  *
7019  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
7020  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
7021  *
7022  * Returns the target CPU number.
7023  */
7024 static int
7025 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int wake_flags)
7026 {
7027         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
7028         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
7029         int cpu = smp_processor_id();
7030         int new_cpu = prev_cpu;
7031         int want_affine = 0;
7032         /* SD_flags and WF_flags share the first nibble */
7033         int sd_flag = wake_flags & 0xF;
7034
7035         /*
7036          * required for stable ->cpus_allowed
7037          */
7038         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
7039         if (wake_flags & WF_TTWU) {
7040                 record_wakee(p);
7041
7042                 if (sched_energy_enabled()) {
7043                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
7044                         if (new_cpu >= 0)
7045                                 return new_cpu;
7046                         new_cpu = prev_cpu;
7047                 }
7048
7049                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
7050         }
7051
7052         rcu_read_lock();
7053         for_each_domain(cpu, tmp) {
7054                 /*
7055                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
7056                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
7057                  */
7058                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
7059                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
7060                         if (cpu != prev_cpu)
7061                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
7062
7063                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
7064                         break;
7065                 }
7066
7067                 /*
7068                  * Usually only true for WF_EXEC and WF_FORK, as sched_domains
7069                  * usually do not have SD_BALANCE_WAKE set. That means wakeup
7070                  * will usually go to the fast path.
7071                  */
7072                 if (tmp->flags & sd_flag)
7073                         sd = tmp;
7074                 else if (!want_affine)
7075                         break;
7076         }
7077
7078         if (unlikely(sd)) {
7079                 /* Slow path */
7080                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
7081         } else if (wake_flags & WF_TTWU) { /* XXX always ? */
7082                 /* Fast path */
7083                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
7084         }
7085         rcu_read_unlock();
7086
7087         return new_cpu;
7088 }
7089
7090 /*
7091  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
7092  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
7093  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
7094  */
7095 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
7096 {
7097         struct sched_entity *se = &p->se;
7098
7099         /*
7100          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
7101          * deal with this by subtracting the old and adding the new
7102          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
7103          * the task on the new runqueue.
7104          */
7105         if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
7106                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7107
7108                 se->vruntime -= u64_u32_load(cfs_rq->min_vruntime);
7109         }
7110
7111         if (!task_on_rq_migrating(p)) {
7112                 remove_entity_load_avg(se);
7113
7114                 /*
7115                  * Here, the task's PELT values have been updated according to
7116                  * the current rq's clock. But if that clock hasn't been
7117                  * updated in a while, a substantial idle time will be missed,
7118                  * leading to an inflation after wake-up on the new rq.
7119                  *
7120                  * Estimate the missing time from the cfs_rq last_update_time
7121                  * and update sched_avg to improve the PELT continuity after
7122                  * migration.
7123                  */
7124                 migrate_se_pelt_lag(se);
7125         }
7126
7127         /* Tell new CPU we are migrated */
7128         se->avg.last_update_time = 0;
7129
7130         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
7131         se->exec_start = 0;
7132
7133         update_scan_period(p, new_cpu);
7134 }
7135
7136 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
7137 {
7138         remove_entity_load_avg(&p->se);
7139 }
7140
7141 static int
7142 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7143 {
7144         if (rq->nr_running)
7145                 return 1;
7146
7147         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
7148 }
7149 #endif /* CONFIG_SMP */
7150
7151 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
7152 {
7153         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
7154
7155         /*
7156          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
7157          * to virtual-time in his units.
7158          *
7159          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
7160          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
7161          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
7162          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
7163          * be smaller, again penalizing the lighter task.
7164          *
7165          * This is especially important for buddies when the leftmost
7166          * task is higher priority than the buddy.
7167          */
7168         return calc_delta_fair(gran, se);
7169 }
7170
7171 /*
7172  * Should 'se' preempt 'curr'.
7173  *
7174  *             |s1
7175  *        |s2
7176  *   |s3
7177  *         g
7178  *      |<--->|c
7179  *
7180  *  w(c, s1) = -1
7181  *  w(c, s2) =  0
7182  *  w(c, s3) =  1
7183  *
7184  */
7185 static int
7186 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
7187 {
7188         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
7189
7190         if (vdiff <= 0)
7191                 return -1;
7192
7193         gran = wakeup_gran(se);
7194         if (vdiff > gran)
7195                 return 1;
7196
7197         return 0;
7198 }
7199
7200 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
7201 {
7202         for_each_sched_entity(se) {
7203                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
7204                         return;
7205                 if (se_is_idle(se))
7206                         return;
7207                 cfs_rq_of(se)->last = se;
7208         }
7209 }
7210
7211 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
7212 {
7213         for_each_sched_entity(se) {
7214                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
7215                         return;
7216                 if (se_is_idle(se))
7217                         return;
7218                 cfs_rq_of(se)->next = se;
7219         }
7220 }
7221
7222 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
7223 {
7224         for_each_sched_entity(se)
7225                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
7226 }
7227
7228 /*
7229  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
7230  */
7231 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
7232 {
7233         struct task_struct *curr = rq->curr;
7234         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
7235         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7236         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
7237         int next_buddy_marked = 0;
7238         int cse_is_idle, pse_is_idle;
7239
7240         if (unlikely(se == pse))
7241                 return;
7242
7243         /*
7244          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
7245          * unconditionally check_preempt_curr() after an enqueue (which may have
7246          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
7247          * next-buddy nomination below.
7248          */
7249         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
7250                 return;
7251
7252         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
7253                 set_next_buddy(pse);
7254                 next_buddy_marked = 1;
7255         }
7256
7257         /*
7258          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
7259          * wake up path.
7260          *
7261          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
7262          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
7263          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
7264          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
7265          * below.
7266          */
7267         if (test_tsk_need_resched(curr))
7268                 return;
7269
7270         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
7271         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
7272             likely(!task_has_idle_policy(p)))
7273                 goto preempt;
7274
7275         /*
7276          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
7277          * is driven by the tick):
7278          */
7279         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
7280                 return;
7281
7282         find_matching_se(&se, &pse);
7283         WARN_ON_ONCE(!pse);
7284
7285         cse_is_idle = se_is_idle(se);
7286         pse_is_idle = se_is_idle(pse);
7287
7288         /*
7289          * Preempt an idle group in favor of a non-idle group (and don't preempt
7290          * in the inverse case).
7291          */
7292         if (cse_is_idle && !pse_is_idle)
7293                 goto preempt;
7294         if (cse_is_idle != pse_is_idle)
7295                 return;
7296
7297         update_curr(cfs_rq_of(se));
7298         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
7299                 /*
7300                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
7301                  * triggering this preemption.
7302                  */
7303                 if (!next_buddy_marked)
7304                         set_next_buddy(pse);
7305                 goto preempt;
7306         }
7307
7308         return;
7309
7310 preempt:
7311         resched_curr(rq);
7312         /*
7313          * Only set the backward buddy when the current task is still
7314          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
7315          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
7316          * point, either of which can * drop the rq lock.
7317          *
7318          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
7319          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
7320          */
7321         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
7322                 return;
7323
7324         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
7325                 set_last_buddy(se);
7326 }
7327
7328 #ifdef CONFIG_SMP
7329 static struct task_struct *pick_task_fair(struct rq *rq)
7330 {
7331         struct sched_entity *se;
7332         struct cfs_rq *cfs_rq;
7333
7334 again:
7335         cfs_rq = &rq->cfs;
7336         if (!cfs_rq->nr_running)
7337                 return NULL;
7338
7339         do {
7340                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7341
7342                 /* When we pick for a remote RQ, we'll not have done put_prev_entity() */
7343                 if (curr) {
7344                         if (curr->on_rq)
7345                                 update_curr(cfs_rq);
7346                         else
7347                                 curr = NULL;
7348
7349                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
7350                                 goto again;
7351                 }
7352
7353                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7354                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7355         } while (cfs_rq);
7356
7357         return task_of(se);
7358 }
7359 #endif
7360
7361 struct task_struct *
7362 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7363 {
7364         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7365         struct sched_entity *se;
7366         struct task_struct *p;
7367         int new_tasks;
7368
7369 again:
7370         if (!sched_fair_runnable(rq))
7371                 goto idle;
7372
7373 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7374         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
7375                 goto simple;
7376
7377         /*
7378          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
7379          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
7380          *
7381          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
7382          * hierarchy, only change the part that actually changes.
7383          */
7384
7385         do {
7386                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7387
7388                 /*
7389                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
7390                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
7391                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
7392                  * forget we've ever seen it.
7393                  */
7394                 if (curr) {
7395                         if (curr->on_rq)
7396                                 update_curr(cfs_rq);
7397                         else
7398                                 curr = NULL;
7399
7400                         /*
7401                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
7402                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
7403                          * Therefore the nr_running test will indeed
7404                          * be correct.
7405                          */
7406                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
7407                                 cfs_rq = &rq->cfs;
7408
7409                                 if (!cfs_rq->nr_running)
7410                                         goto idle;
7411
7412                                 goto simple;
7413                         }
7414                 }
7415
7416                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7417                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7418         } while (cfs_rq);
7419
7420         p = task_of(se);
7421
7422         /*
7423          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
7424          * is a different task than we started out with, try and touch the
7425          * least amount of cfs_rqs.
7426          */
7427         if (prev != p) {
7428                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
7429
7430                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
7431                         int se_depth = se->depth;
7432                         int pse_depth = pse->depth;
7433
7434                         if (se_depth <= pse_depth) {
7435                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
7436                                 pse = parent_entity(pse);
7437                         }
7438                         if (se_depth >= pse_depth) {
7439                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
7440                                 se = parent_entity(se);
7441                         }
7442                 }
7443
7444                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
7445                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7446         }
7447
7448         goto done;
7449 simple:
7450 #endif
7451         if (prev)
7452                 put_prev_task(rq, prev);
7453
7454         do {
7455                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
7456                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7457                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7458         } while (cfs_rq);
7459
7460         p = task_of(se);
7461
7462 done: __maybe_unused;
7463 #ifdef CONFIG_SMP
7464         /*
7465          * Move the next running task to the front of
7466          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
7467          * one.
7468          */
7469         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
7470 #endif
7471
7472         if (hrtick_enabled_fair(rq))
7473                 hrtick_start_fair(rq, p);
7474
7475         update_misfit_status(p, rq);
7476
7477         return p;
7478
7479 idle:
7480         if (!rf)
7481                 return NULL;
7482
7483         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
7484
7485         /*
7486          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
7487          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
7488          * must re-start the pick_next_entity() loop.
7489          */
7490         if (new_tasks < 0)
7491                 return RETRY_TASK;
7492
7493         if (new_tasks > 0)
7494                 goto again;
7495
7496         /*
7497          * rq is about to be idle, check if we need to update the
7498          * lost_idle_time of clock_pelt
7499          */
7500         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
7501
7502         return NULL;
7503 }
7504
7505 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
7506 {
7507         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
7508 }
7509
7510 /*
7511  * Account for a descheduled task:
7512  */
7513 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
7514 {
7515         struct sched_entity *se = &prev->se;
7516         struct cfs_rq *cfs_rq;
7517
7518         for_each_sched_entity(se) {
7519                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7520                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
7521         }
7522 }
7523
7524 /*
7525  * sched_yield() is very simple
7526  *
7527  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
7528  */
7529 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
7530 {
7531         struct task_struct *curr = rq->curr;
7532         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7533         struct sched_entity *se = &curr->se;
7534
7535         /*
7536          * Are we the only task in the tree?
7537          */
7538         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
7539                 return;
7540
7541         clear_buddies(cfs_rq, se);
7542
7543         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
7544                 update_rq_clock(rq);
7545                 /*
7546                  * Update run-time statistics of the 'current'.
7547                  */
7548                 update_curr(cfs_rq);
7549                 /*
7550                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
7551                  * so we don't do microscopic update in schedule()
7552                  * and double the fastpath cost.
7553                  */
7554                 rq_clock_skip_update(rq);
7555         }
7556
7557         set_skip_buddy(se);
7558 }
7559
7560 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7561 {
7562         struct sched_entity *se = &p->se;
7563
7564         /* throttled hierarchies are not runnable */
7565         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
7566                 return false;
7567
7568         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
7569         set_next_buddy(se);
7570
7571         yield_task_fair(rq);
7572
7573         return true;
7574 }
7575
7576 #ifdef CONFIG_SMP
7577 /**************************************************
7578  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7579  *
7580  * BASICS
7581  *
7582  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7583  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7584  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7585  *
7586  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7587  *
7588  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7589  * W_i,0 is defined as:
7590  *
7591  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7592  *
7593  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7594  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7595  *
7596  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7597  * weight:
7598  *
7599  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7600  *
7601  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7602  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7603  * can also include other factors [XXX].
7604  *
7605  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7606  * directly from (1):
7607  *
7608  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7609  *
7610  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7611  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7612  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7613  *
7614  * [XXX expand on:
7615  *     - infeasible weights;
7616  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7617  *
7618  *
7619  * SCHED DOMAINS
7620  *
7621  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7622  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7623  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7624  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7625  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7626  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7627  * the groups.
7628  *
7629  * This yields:
7630  *
7631  *     log_2 n     1     n
7632  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7633  *     i = 0      2^i   2^i
7634  *                               `- size of each group
7635  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7636  *         |         `- freq
7637  *         `- sum over all levels
7638  *
7639  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7640  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7641  *
7642  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7643  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7644  *
7645  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7646  *
7647  *             log_2 n
7648  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7649  *             k = 0
7650  *
7651  * And you'll find that:
7652  *
7653  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7654  *
7655  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7656  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7657  * of:
7658  *
7659  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7660  *
7661  *
7662  * WORK CONSERVING
7663  *
7664  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7665  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7666  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7667  *
7668  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7669  * time.
7670  *
7671  * [XXX more?]
7672  *
7673  *
7674  * CGROUPS
7675  *
7676  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7677  *
7678  *                                s_k,i
7679  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7680  *                                 S_k
7681  *
7682  * Where
7683  *
7684  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7685  *
7686  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7687  *
7688  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7689  * property.
7690  *
7691  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7692  *      rewrite all of this once again.]
7693  */
7694
7695 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7696
7697 enum fbq_type { regular, remote, all };
7698
7699 /*
7700  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
7701  *
7702  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
7703  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
7704  * group. See update_sd_pick_busiest().
7705  */
7706 enum group_type {
7707         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
7708         group_has_spare = 0,
7709         /*
7710          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
7711          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
7712          */
7713         group_fully_busy,
7714         /*
7715          * One task doesn't fit with CPU's capacity and must be migrated to a
7716          * more powerful CPU.
7717          */
7718         group_misfit_task,
7719         /*
7720          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
7721          * and the task should be migrated to it instead of running on the
7722          * current CPU.
7723          */
7724         group_asym_packing,
7725         /*
7726          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
7727          * from balancing the load across the system.
7728          */
7729         group_imbalanced,
7730         /*
7731          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
7732          * tasks.
7733          */
7734         group_overloaded
7735 };
7736
7737 enum migration_type {
7738         migrate_load = 0,
7739         migrate_util,
7740         migrate_task,
7741         migrate_misfit
7742 };
7743
7744 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7745 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7746 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7747 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7748 #define LBF_ACTIVE_LB   0x10
7749
7750 struct lb_env {
7751         struct sched_domain     *sd;
7752
7753         struct rq               *src_rq;
7754         int                     src_cpu;
7755
7756         int                     dst_cpu;
7757         struct rq               *dst_rq;
7758
7759         struct cpumask          *dst_grpmask;
7760         int                     new_dst_cpu;
7761         enum cpu_idle_type      idle;
7762         long                    imbalance;
7763         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7764         struct cpumask          *cpus;
7765
7766         unsigned int            flags;
7767
7768         unsigned int            loop;
7769         unsigned int            loop_break;
7770         unsigned int            loop_max;
7771
7772         enum fbq_type           fbq_type;
7773         enum migration_type     migration_type;
7774         struct list_head        tasks;
7775 };
7776
7777 /*
7778  * Is this task likely cache-hot:
7779  */
7780 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7781 {
7782         s64 delta;
7783
7784         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7785
7786         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7787                 return 0;
7788
7789         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7790                 return 0;
7791
7792         /* SMT siblings share cache */
7793         if (env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
7794                 return 0;
7795
7796         /*
7797          * Buddy candidates are cache hot:
7798          */
7799         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7800                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7801                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7802                 return 1;
7803
7804         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7805                 return 1;
7806
7807         /*
7808          * Don't migrate task if the task's cookie does not match
7809          * with the destination CPU's core cookie.
7810          */
7811         if (!sched_core_cookie_match(cpu_rq(env->dst_cpu), p))
7812                 return 1;
7813
7814         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7815                 return 0;
7816
7817         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7818
7819         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7820 }
7821
7822 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7823 /*
7824  * Returns 1, if task migration degrades locality
7825  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7826  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7827  */
7828 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7829 {
7830         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7831         unsigned long src_weight, dst_weight;
7832         int src_nid, dst_nid, dist;
7833
7834         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7835                 return -1;
7836
7837         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7838                 return -1;
7839
7840         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7841         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7842
7843         if (src_nid == dst_nid)
7844                 return -1;
7845
7846         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7847         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7848                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7849                         return 1;
7850                 else
7851                         return -1;
7852         }
7853
7854         /* Encourage migration to the preferred node. */
7855         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7856                 return 0;
7857
7858         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7859         if (env->idle == CPU_IDLE)
7860                 return -1;
7861
7862         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7863         if (numa_group) {
7864                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7865                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7866         } else {
7867                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7868                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7869         }
7870
7871         return dst_weight < src_weight;
7872 }
7873
7874 #else
7875 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7876                                              struct lb_env *env)
7877 {
7878         return -1;
7879 }
7880 #endif
7881
7882 /*
7883  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7884  */
7885 static
7886 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7887 {
7888         int tsk_cache_hot;
7889
7890         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7891
7892         /*
7893          * We do not migrate tasks that are:
7894          * 1) throttled_lb_pair, or
7895          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7896          * 3) running (obviously), or
7897          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7898          */
7899         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7900                 return 0;
7901
7902         /* Disregard pcpu kthreads; they are where they need to be. */
7903         if (kthread_is_per_cpu(p))
7904                 return 0;
7905
7906         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7907                 int cpu;
7908
7909                 schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_affine);
7910
7911                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7912
7913                 /*
7914                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7915                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7916                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7917                  *
7918                  * Avoid computing new_dst_cpu
7919                  * - for NEWLY_IDLE
7920                  * - if we have already computed one in current iteration
7921                  * - if it's an active balance
7922                  */
7923                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE ||
7924                     env->flags & (LBF_DST_PINNED | LBF_ACTIVE_LB))
7925                         return 0;
7926
7927                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7928                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7929                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7930                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7931                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7932                                 break;
7933                         }
7934                 }
7935
7936                 return 0;
7937         }
7938
7939         /* Record that we found at least one task that could run on dst_cpu */
7940         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7941
7942         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7943                 schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_running);
7944                 return 0;
7945         }
7946
7947         /*
7948          * Aggressive migration if:
7949          * 1) active balance
7950          * 2) destination numa is preferred
7951          * 3) task is cache cold, or
7952          * 4) too many balance attempts have failed.
7953          */
7954         if (env->flags & LBF_ACTIVE_LB)
7955                 return 1;
7956
7957         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7958         if (tsk_cache_hot == -1)
7959                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7960
7961         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7962             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7963                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7964                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7965                         schedstat_inc(p->stats.nr_forced_migrations);
7966                 }
7967                 return 1;
7968         }
7969
7970         schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_hot);
7971         return 0;
7972 }
7973
7974 /*
7975  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7976  */
7977 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7978 {
7979         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7980
7981         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7982         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7983 }
7984
7985 /*
7986  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7987  * part of active balancing operations within "domain".
7988  *
7989  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7990  */
7991 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7992 {
7993         struct task_struct *p;
7994
7995         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7996
7997         list_for_each_entry_reverse(p,
7998                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7999                 if (!can_migrate_task(p, env))
8000                         continue;
8001
8002                 detach_task(p, env);
8003
8004                 /*
8005                  * Right now, this is only the second place where
8006                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
8007                  * so we can safely collect stats here rather than
8008                  * inside detach_tasks().
8009                  */
8010                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
8011                 return p;
8012         }
8013         return NULL;
8014 }
8015
8016 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
8017
8018 /*
8019  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
8020  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
8021  *
8022  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
8023  */
8024 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
8025 {
8026         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
8027         unsigned long util, load;
8028         struct task_struct *p;
8029         int detached = 0;
8030
8031         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8032
8033         /*
8034          * Source run queue has been emptied by another CPU, clear
8035          * LBF_ALL_PINNED flag as we will not test any task.
8036          */
8037         if (env->src_rq->nr_running <= 1) {
8038                 env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
8039                 return 0;
8040         }
8041
8042         if (env->imbalance <= 0)
8043                 return 0;
8044
8045         while (!list_empty(tasks)) {
8046                 /*
8047                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
8048                  * which could at worst lead to a livelock crash.
8049                  */
8050                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
8051                         break;
8052
8053                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
8054
8055                 env->loop++;
8056                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
8057                 if (env->loop > env->loop_max)
8058                         break;
8059
8060                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
8061                 if (env->loop > env->loop_break) {
8062                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
8063                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
8064                         break;
8065                 }
8066
8067                 if (!can_migrate_task(p, env))
8068                         goto next;
8069
8070                 switch (env->migration_type) {
8071                 case migrate_load:
8072                         /*
8073                          * Depending of the number of CPUs and tasks and the
8074                          * cgroup hierarchy, task_h_load() can return a null
8075                          * value. Make sure that env->imbalance decreases
8076                          * otherwise detach_tasks() will stop only after
8077                          * detaching up to loop_max tasks.
8078                          */
8079                         load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
8080
8081                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
8082                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
8083                                 goto next;
8084
8085                         /*
8086                          * Make sure that we don't migrate too much load.
8087                          * Nevertheless, let relax the constraint if
8088                          * scheduler fails to find a good waiting task to
8089                          * migrate.
8090                          */
8091                         if (shr_bound(load, env->sd->nr_balance_failed) > env->imbalance)
8092                                 goto next;
8093
8094                         env->imbalance -= load;
8095                         break;
8096
8097                 case migrate_util:
8098                         util = task_util_est(p);
8099
8100                         if (util > env->imbalance)
8101                                 goto next;
8102
8103                         env->imbalance -= util;
8104                         break;
8105
8106                 case migrate_task:
8107                         env->imbalance--;
8108                         break;
8109
8110                 case migrate_misfit:
8111                         /* This is not a misfit task */
8112                         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(env->src_cpu)))
8113                                 goto next;
8114
8115                         env->imbalance = 0;
8116                         break;
8117                 }
8118
8119                 detach_task(p, env);
8120                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
8121
8122                 detached++;
8123
8124 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
8125                 /*
8126                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
8127                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
8128                  * the critical section.
8129                  */
8130                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8131                         break;
8132 #endif
8133
8134                 /*
8135                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
8136                  * load/util/tasks.
8137                  */
8138                 if (env->imbalance <= 0)
8139                         break;
8140
8141                 continue;
8142 next:
8143                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
8144         }
8145
8146         /*
8147          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
8148          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
8149          * than inside detach_one_task().
8150          */
8151         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
8152
8153         return detached;
8154 }
8155
8156 /*
8157  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
8158  */
8159 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8160 {
8161         lockdep_assert_rq_held(rq);
8162
8163         WARN_ON_ONCE(task_rq(p) != rq);
8164         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
8165         check_preempt_curr(rq, p, 0);
8166 }
8167
8168 /*
8169  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
8170  * its new rq.
8171  */
8172 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8173 {
8174         struct rq_flags rf;
8175
8176         rq_lock(rq, &rf);
8177         update_rq_clock(rq);
8178         attach_task(rq, p);
8179         rq_unlock(rq, &rf);
8180 }
8181
8182 /*
8183  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
8184  * new rq.
8185  */
8186 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
8187 {
8188         struct list_head *tasks = &env->tasks;
8189         struct task_struct *p;
8190         struct rq_flags rf;
8191
8192         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
8193         update_rq_clock(env->dst_rq);
8194
8195         while (!list_empty(tasks)) {
8196                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
8197                 list_del_init(&p->se.group_node);
8198
8199                 attach_task(env->dst_rq, p);
8200         }
8201
8202         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
8203 }
8204
8205 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8206 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
8207 {
8208         if (cfs_rq->avg.load_avg)
8209                 return true;
8210
8211         if (cfs_rq->avg.util_avg)
8212                 return true;
8213
8214         return false;
8215 }
8216
8217 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
8218 {
8219         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
8220                 return true;
8221
8222         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
8223                 return true;
8224
8225         if (thermal_load_avg(rq))
8226                 return true;
8227
8228 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
8229         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
8230                 return true;
8231 #endif
8232
8233         return false;
8234 }
8235
8236 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq)
8237 {
8238         WRITE_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick, jiffies);
8239 }
8240
8241 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
8242 {
8243         if (!has_blocked)
8244                 rq->has_blocked_load = 0;
8245 }
8246 #else
8247 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
8248 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
8249 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq) {}
8250 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
8251 #endif
8252
8253 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
8254 {
8255         const struct sched_class *curr_class;
8256         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
8257         unsigned long thermal_pressure;
8258         bool decayed;
8259
8260         /*
8261          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
8262          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
8263          */
8264         curr_class = rq->curr->sched_class;
8265
8266         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
8267
8268         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
8269                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
8270                   update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure) |
8271                   update_irq_load_avg(rq, 0);
8272
8273         if (others_have_blocked(rq))
8274                 *done = false;
8275
8276         return decayed;
8277 }
8278
8279 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8280
8281 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8282 {
8283         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
8284         bool decayed = false;
8285         int cpu = cpu_of(rq);
8286
8287         /*
8288          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
8289          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
8290          */
8291         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
8292                 struct sched_entity *se;
8293
8294                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
8295                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
8296
8297                         if (cfs_rq->nr_running == 0)
8298                                 update_idle_cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
8299
8300                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
8301                                 decayed = true;
8302                 }
8303
8304                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
8305                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
8306                 if (se && !skip_blocked_update(se))
8307                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
8308
8309                 /*
8310                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
8311                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
8312                  */
8313                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
8314                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
8315
8316                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
8317                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8318                         *done = false;
8319         }
8320
8321         return decayed;
8322 }
8323
8324 /*
8325  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
8326  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
8327  * group is a fraction of its parents load.
8328  */
8329 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
8330 {
8331         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
8332         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
8333         unsigned long now = jiffies;
8334         unsigned long load;
8335
8336         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8337                 return;
8338
8339         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
8340         for_each_sched_entity(se) {
8341                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8342                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
8343                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8344                         break;
8345         }
8346
8347         if (!se) {
8348                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
8349                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8350         }
8351
8352         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
8353                 load = cfs_rq->h_load;
8354                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
8355                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8356                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8357                 cfs_rq->h_load = load;
8358                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8359         }
8360 }
8361
8362 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8363 {
8364         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
8365
8366         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
8367         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
8368                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8369 }
8370 #else
8371 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8372 {
8373         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
8374         bool decayed;
8375
8376         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
8377         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8378                 *done = false;
8379
8380         return decayed;
8381 }
8382
8383 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8384 {
8385         return p->se.avg.load_avg;
8386 }
8387 #endif
8388
8389 static void update_blocked_averages(int cpu)
8390 {
8391         bool decayed = false, done = true;
8392         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8393         struct rq_flags rf;
8394
8395         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8396         update_blocked_load_tick(rq);
8397         update_rq_clock(rq);
8398
8399         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
8400         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
8401
8402         update_blocked_load_status(rq, !done);
8403         if (decayed)
8404                 cpufreq_update_util(rq, 0);
8405         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8406 }
8407
8408 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
8409
8410 /*
8411  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
8412  */
8413 struct sg_lb_stats {
8414         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
8415         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
8416         unsigned long group_capacity;
8417         unsigned long group_util; /* Total utilization over the CPUs of the group */
8418         unsigned long group_runnable; /* Total runnable time over the CPUs of the group */
8419         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
8420         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
8421         unsigned int idle_cpus;
8422         unsigned int group_weight;
8423         enum group_type group_type;
8424         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
8425         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
8426 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8427         unsigned int nr_numa_running;
8428         unsigned int nr_preferred_running;
8429 #endif
8430 };
8431
8432 /*
8433  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
8434  *               during load balancing.
8435  */
8436 struct sd_lb_stats {
8437         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
8438         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
8439         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
8440         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
8441         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
8442         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
8443
8444         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
8445         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
8446 };
8447
8448 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
8449 {
8450         /*
8451          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
8452          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
8453          * We must however set busiest_stat::group_type and
8454          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
8455          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
8456          */
8457         *sds = (struct sd_lb_stats){
8458                 .busiest = NULL,
8459                 .local = NULL,
8460                 .total_load = 0UL,
8461                 .total_capacity = 0UL,
8462                 .busiest_stat = {
8463                         .idle_cpus = UINT_MAX,
8464                         .group_type = group_has_spare,
8465                 },
8466         };
8467 }
8468
8469 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
8470 {
8471         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8472         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8473         unsigned long used, free;
8474         unsigned long irq;
8475
8476         irq = cpu_util_irq(rq);
8477
8478         if (unlikely(irq >= max))
8479                 return 1;
8480
8481         /*
8482          * avg_rt.util_avg and avg_dl.util_avg track binary signals
8483          * (running and not running) with weights 0 and 1024 respectively.
8484          * avg_thermal.load_avg tracks thermal pressure and the weighted
8485          * average uses the actual delta max capacity(load).
8486          */
8487         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
8488         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
8489         used += thermal_load_avg(rq);
8490
8491         if (unlikely(used >= max))
8492                 return 1;
8493
8494         free = max - used;
8495
8496         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
8497 }
8498
8499 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8500 {
8501         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(cpu);
8502         struct sched_group *sdg = sd->groups;
8503
8504         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8505
8506         if (!capacity)
8507                 capacity = 1;
8508
8509         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
8510         trace_sched_cpu_capacity_tp(cpu_rq(cpu));
8511
8512         sdg->sgc->capacity = capacity;
8513         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
8514         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
8515 }
8516
8517 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8518 {
8519         struct sched_domain *child = sd->child;
8520         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
8521         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
8522         unsigned long interval;
8523
8524         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
8525         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8526         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
8527
8528         if (!child) {
8529                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
8530                 return;
8531         }
8532
8533         capacity = 0;
8534         min_capacity = ULONG_MAX;
8535         max_capacity = 0;
8536
8537         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
8538                 /*
8539                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
8540                  * span the current group.
8541                  */
8542
8543                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
8544                         unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
8545
8546                         capacity += cpu_cap;
8547                         min_capacity = min(cpu_cap, min_capacity);
8548                         max_capacity = max(cpu_cap, max_capacity);
8549                 }
8550         } else  {
8551                 /*
8552                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
8553                  * span the current group.
8554                  */
8555
8556                 group = child->groups;
8557                 do {
8558                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
8559
8560                         capacity += sgc->capacity;
8561                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
8562                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
8563                         group = group->next;
8564                 } while (group != child->groups);
8565         }
8566
8567         sdg->sgc->capacity = capacity;
8568         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
8569         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
8570 }
8571
8572 /*
8573  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
8574  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
8575  * Return true is the capacity is reduced
8576  */
8577 static inline int
8578 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8579 {
8580         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
8581                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
8582 }
8583
8584 /*
8585  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
8586  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
8587  * the task's current CPU is heavily pressured.
8588  */
8589 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8590 {
8591         return rq->misfit_task_load &&
8592                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
8593                  check_cpu_capacity(rq, sd));
8594 }
8595
8596 /*
8597  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
8598  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
8599  *
8600  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
8601  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
8602  * Something like:
8603  *
8604  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
8605  *              *     * * *
8606  *
8607  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
8608  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
8609  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
8610  *
8611  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
8612  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
8613  * moving tasks due to affinity constraints.
8614  *
8615  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
8616  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
8617  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
8618  * to create an effective group imbalance.
8619  *
8620  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
8621  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
8622  * subtle and fragile situation.
8623  */
8624
8625 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
8626 {
8627         return group->sgc->imbalance;
8628 }
8629
8630 /*
8631  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
8632  * be used by some tasks.
8633  * We consider that a group has spare capacity if the number of task is
8634  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
8635  * available capacity for CFS tasks.
8636  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
8637  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
8638  * capacity in meaningful for the load balancer.
8639  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
8640  * any benefit for the load balance.
8641  */
8642 static inline bool
8643 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8644 {
8645         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
8646                 return true;
8647
8648         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8649                         (sgs->group_runnable * 100))
8650                 return false;
8651
8652         if ((sgs->group_capacity * 100) >
8653                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8654                 return true;
8655
8656         return false;
8657 }
8658
8659 /*
8660  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
8661  *  handle.
8662  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
8663  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
8664  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
8665  *  false.
8666  */
8667 static inline bool
8668 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8669 {
8670         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
8671                 return false;
8672
8673         if ((sgs->group_capacity * 100) <
8674                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8675                 return true;
8676
8677         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8678                         (sgs->group_runnable * 100))
8679                 return true;
8680
8681         return false;
8682 }
8683
8684 static inline enum
8685 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
8686                           struct sched_group *group,
8687                           struct sg_lb_stats *sgs)
8688 {
8689         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
8690                 return group_overloaded;
8691
8692         if (sg_imbalanced(group))
8693                 return group_imbalanced;
8694
8695         if (sgs->group_asym_packing)
8696                 return group_asym_packing;
8697
8698         if (sgs->group_misfit_task_load)
8699                 return group_misfit_task;
8700
8701         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
8702                 return group_fully_busy;
8703
8704         return group_has_spare;
8705 }
8706
8707 /**
8708  * asym_smt_can_pull_tasks - Check whether the load balancing CPU can pull tasks
8709  * @dst_cpu:    Destination CPU of the load balancing
8710  * @sds:        Load-balancing data with statistics of the local group
8711  * @sgs:        Load-balancing statistics of the candidate busiest group
8712  * @sg:         The candidate busiest group
8713  *
8714  * Check the state of the SMT siblings of both @sds::local and @sg and decide
8715  * if @dst_cpu can pull tasks.
8716  *
8717  * If @dst_cpu does not have SMT siblings, it can pull tasks if two or more of
8718  * the SMT siblings of @sg are busy. If only one CPU in @sg is busy, pull tasks
8719  * only if @dst_cpu has higher priority.
8720  *
8721  * If both @dst_cpu and @sg have SMT siblings, and @sg has exactly one more
8722  * busy CPU than @sds::local, let @dst_cpu pull tasks if it has higher priority.
8723  * Bigger imbalances in the number of busy CPUs will be dealt with in
8724  * update_sd_pick_busiest().
8725  *
8726  * If @sg does not have SMT siblings, only pull tasks if all of the SMT siblings
8727  * of @dst_cpu are idle and @sg has lower priority.
8728  *
8729  * Return: true if @dst_cpu can pull tasks, false otherwise.
8730  */
8731 static bool asym_smt_can_pull_tasks(int dst_cpu, struct sd_lb_stats *sds,
8732                                     struct sg_lb_stats *sgs,
8733                                     struct sched_group *sg)
8734 {
8735 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8736         bool local_is_smt, sg_is_smt;
8737         int sg_busy_cpus;
8738
8739         local_is_smt = sds->local->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY;
8740         sg_is_smt = sg->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY;
8741
8742         sg_busy_cpus = sgs->group_weight - sgs->idle_cpus;
8743
8744         if (!local_is_smt) {
8745                 /*
8746                  * If we are here, @dst_cpu is idle and does not have SMT
8747                  * siblings. Pull tasks if candidate group has two or more
8748                  * busy CPUs.
8749                  */
8750                 if (sg_busy_cpus >= 2) /* implies sg_is_smt */
8751                         return true;
8752
8753                 /*
8754                  * @dst_cpu does not have SMT siblings. @sg may have SMT
8755                  * siblings and only one is busy. In such case, @dst_cpu
8756                  * can help if it has higher priority and is idle (i.e.,
8757                  * it has no running tasks).
8758                  */
8759                 return sched_asym_prefer(dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu);
8760         }
8761
8762         /* @dst_cpu has SMT siblings. */
8763
8764         if (sg_is_smt) {
8765                 int local_busy_cpus = sds->local->group_weight -
8766                                       sds->local_stat.idle_cpus;
8767                 int busy_cpus_delta = sg_busy_cpus - local_busy_cpus;
8768
8769                 if (busy_cpus_delta == 1)
8770                         return sched_asym_prefer(dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu);
8771
8772                 return false;
8773         }
8774
8775         /*
8776          * @sg does not have SMT siblings. Ensure that @sds::local does not end
8777          * up with more than one busy SMT sibling and only pull tasks if there
8778          * are not busy CPUs (i.e., no CPU has running tasks).
8779          */
8780         if (!sds->local_stat.sum_nr_running)
8781                 return sched_asym_prefer(dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu);
8782
8783         return false;
8784 #else
8785         /* Always return false so that callers deal with non-SMT cases. */
8786         return false;
8787 #endif
8788 }
8789
8790 static inline bool
8791 sched_asym(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds,  struct sg_lb_stats *sgs,
8792            struct sched_group *group)
8793 {
8794         /* Only do SMT checks if either local or candidate have SMT siblings */
8795         if ((sds->local->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) ||
8796             (group->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY))
8797                 return asym_smt_can_pull_tasks(env->dst_cpu, sds, sgs, group);
8798
8799         return sched_asym_prefer(env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu);
8800 }
8801
8802 static inline bool
8803 sched_reduced_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8804 {
8805         /*
8806          * When there is more than 1 task, the group_overloaded case already
8807          * takes care of cpu with reduced capacity
8808          */
8809         if (rq->cfs.h_nr_running != 1)
8810                 return false;
8811
8812         return check_cpu_capacity(rq, sd);
8813 }
8814
8815 /**
8816  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8817  * @env: The load balancing environment.
8818  * @sds: Load-balancing data with statistics of the local group.
8819  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8820  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8821  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8822  */
8823 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8824                                       struct sd_lb_stats *sds,
8825                                       struct sched_group *group,
8826                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8827                                       int *sg_status)
8828 {
8829         int i, nr_running, local_group;
8830
8831         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8832
8833         local_group = group == sds->local;
8834
8835         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8836                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8837                 unsigned long load = cpu_load(rq);
8838
8839                 sgs->group_load += load;
8840                 sgs->group_util += cpu_util_cfs(i);
8841                 sgs->group_runnable += cpu_runnable(rq);
8842                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8843
8844                 nr_running = rq->nr_running;
8845                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8846
8847                 if (nr_running > 1)
8848                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8849
8850                 if (cpu_overutilized(i))
8851                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8852
8853 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8854                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8855                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8856 #endif
8857                 /*
8858                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8859                  */
8860                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
8861                         sgs->idle_cpus++;
8862                         /* Idle cpu can't have misfit task */
8863                         continue;
8864                 }
8865
8866                 if (local_group)
8867                         continue;
8868
8869                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
8870                         /* Check for a misfit task on the cpu */
8871                         if (sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8872                                 sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8873                                 *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8874                         }
8875                 } else if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8876                            sched_reduced_capacity(rq, env->sd)) {
8877                         /* Check for a task running on a CPU with reduced capacity */
8878                         if (sgs->group_misfit_task_load < load)
8879                                 sgs->group_misfit_task_load = load;
8880                 }
8881         }
8882
8883         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8884
8885         sgs->group_weight = group->group_weight;
8886
8887         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
8888         if (!local_group && env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING &&
8889             env->idle != CPU_NOT_IDLE && sgs->sum_h_nr_running &&
8890             sched_asym(env, sds, sgs, group)) {
8891                 sgs->group_asym_packing = 1;
8892         }
8893
8894         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
8895
8896         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
8897         if (sgs->group_type == group_overloaded)
8898                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8899                                 sgs->group_capacity;
8900 }
8901
8902 /**
8903  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8904  * @env: The load balancing environment.
8905  * @sds: sched_domain statistics
8906  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8907  * @sgs: sched_group statistics
8908  *
8909  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8910  * busiest group.
8911  *
8912  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8913  * busiest group. %false otherwise.
8914  */
8915 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8916                                    struct sd_lb_stats *sds,
8917                                    struct sched_group *sg,
8918                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8919 {
8920         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8921
8922         /* Make sure that there is at least one task to pull */
8923         if (!sgs->sum_h_nr_running)
8924                 return false;
8925
8926         /*
8927          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8928          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8929          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8930          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8931          */
8932         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
8933             (sgs->group_type == group_misfit_task) &&
8934             (!capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), sg->sgc->max_capacity) ||
8935              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
8936                 return false;
8937
8938         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8939                 return true;
8940
8941         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8942                 return false;
8943
8944         /*
8945          * The candidate and the current busiest group are the same type of
8946          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
8947          */
8948
8949         switch (sgs->group_type) {
8950         case group_overloaded:
8951                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
8952                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8953                         return false;
8954                 break;
8955
8956         case group_imbalanced:
8957                 /*
8958                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
8959                  * choose one more than another.
8960                  */
8961                 return false;
8962
8963         case group_asym_packing:
8964                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8965                 if (sched_asym_prefer(sg->asym_prefer_cpu, sds->busiest->asym_prefer_cpu))
8966                         return false;
8967                 break;
8968
8969         case group_misfit_task:
8970                 /*
8971                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
8972                  * misfit.
8973                  */
8974                 if (sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8975                         return false;
8976                 break;
8977
8978         case group_fully_busy:
8979                 /*
8980                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
8981                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
8982                  * group because tasks have all compute capacity that they need
8983                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
8984                  * contention when accessing shared HW resources.
8985                  *
8986                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
8987                  * select the 1st one.
8988                  */
8989                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8990                         return false;
8991                 break;
8992
8993         case group_has_spare:
8994                 /*
8995                  * Select not overloaded group with lowest number of idle cpus
8996                  * and highest number of running tasks. We could also compare
8997                  * the spare capacity which is more stable but it can end up
8998                  * that the group has less spare capacity but finally more idle
8999                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
9000                  */
9001                 if (sgs->idle_cpus > busiest->idle_cpus)
9002                         return false;
9003                 else if ((sgs->idle_cpus == busiest->idle_cpus) &&
9004                          (sgs->sum_nr_running <= busiest->sum_nr_running))
9005                         return false;
9006
9007                 break;
9008         }
9009
9010         /*
9011          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
9012          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
9013          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
9014          * considered.
9015          */
9016         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
9017             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
9018             (capacity_greater(sg->sgc->min_capacity, capacity_of(env->dst_cpu))))
9019                 return false;
9020
9021         return true;
9022 }
9023
9024 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9025 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
9026 {
9027         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
9028                 return regular;
9029         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
9030                 return remote;
9031         return all;
9032 }
9033
9034 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
9035 {
9036         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
9037                 return regular;
9038         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
9039                 return remote;
9040         return all;
9041 }
9042 #else
9043 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
9044 {
9045         return all;
9046 }
9047
9048 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
9049 {
9050         return regular;
9051 }
9052 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9053
9054
9055 struct sg_lb_stats;
9056
9057 /*
9058  * task_running_on_cpu - return 1 if @p is running on @cpu.
9059  */
9060
9061 static unsigned int task_running_on_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
9062 {
9063         /* Task has no contribution or is new */
9064         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
9065                 return 0;
9066
9067         if (task_on_rq_queued(p))
9068                 return 1;
9069
9070         return 0;
9071 }
9072
9073 /**
9074  * idle_cpu_without - would a given CPU be idle without p ?
9075  * @cpu: the processor on which idleness is tested.
9076  * @p: task which should be ignored.
9077  *
9078  * Return: 1 if the CPU would be idle. 0 otherwise.
9079  */
9080 static int idle_cpu_without(int cpu, struct task_struct *p)
9081 {
9082         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9083
9084         if (rq->curr != rq->idle && rq->curr != p)
9085                 return 0;
9086
9087         /*
9088          * rq->nr_running can't be used but an updated version without the
9089          * impact of p on cpu must be used instead. The updated nr_running
9090          * be computed and tested before calling idle_cpu_without().
9091          */
9092
9093 #ifdef CONFIG_SMP
9094         if (rq->ttwu_pending)
9095                 return 0;
9096 #endif
9097
9098         return 1;
9099 }
9100
9101 /*
9102  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
9103  * @sd: The sched_domain level to look for idlest group.
9104  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
9105  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
9106  * @p: The task for which we look for the idlest group/CPU.
9107  */
9108 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
9109                                           struct sched_group *group,
9110                                           struct sg_lb_stats *sgs,
9111                                           struct task_struct *p)
9112 {
9113         int i, nr_running;
9114
9115         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
9116
9117         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
9118                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9119                 unsigned int local;
9120
9121                 sgs->group_load += cpu_load_without(rq, p);
9122                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
9123                 sgs->group_runnable += cpu_runnable_without(rq, p);
9124                 local = task_running_on_cpu(i, p);
9125                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running - local;
9126
9127                 nr_running = rq->nr_running - local;
9128                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
9129
9130                 /*
9131                  * No need to call idle_cpu_without() if nr_running is not 0
9132                  */
9133                 if (!nr_running && idle_cpu_without(i, p))
9134                         sgs->idle_cpus++;
9135
9136         }
9137
9138         /* Check if task fits in the group */
9139         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
9140             !task_fits_capacity(p, group->sgc->max_capacity)) {
9141                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
9142         }
9143
9144         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
9145
9146         sgs->group_weight = group->group_weight;
9147
9148         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
9149
9150         /*
9151          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
9152          * overloaded
9153          */
9154         if (sgs->group_type == group_fully_busy ||
9155                 sgs->group_type == group_overloaded)
9156                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9157                                 sgs->group_capacity;
9158 }
9159
9160 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
9161                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
9162                                struct sched_group *group,
9163                                struct sg_lb_stats *sgs)
9164 {
9165         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
9166                 return true;
9167
9168         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
9169                 return false;
9170
9171         /*
9172          * The candidate and the current idlest group are the same type of
9173          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
9174          */
9175
9176         switch (sgs->group_type) {
9177         case group_overloaded:
9178         case group_fully_busy:
9179                 /* Select the group with lowest avg_load. */
9180                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
9181                         return false;
9182                 break;
9183
9184         case group_imbalanced:
9185         case group_asym_packing:
9186                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
9187                 return false;
9188
9189         case group_misfit_task:
9190                 /* Select group with the highest max capacity */
9191                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
9192                         return false;
9193                 break;
9194
9195         case group_has_spare:
9196                 /* Select group with most idle CPUs */
9197                 if (idlest_sgs->idle_cpus > sgs->idle_cpus)
9198                         return false;
9199
9200                 /* Select group with lowest group_util */
9201                 if (idlest_sgs->idle_cpus == sgs->idle_cpus &&
9202                         idlest_sgs->group_util <= sgs->group_util)
9203                         return false;
9204
9205                 break;
9206         }
9207
9208         return true;
9209 }
9210
9211 /*
9212  * find_idlest_group() finds and returns the least busy CPU group within the
9213  * domain.
9214  *
9215  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
9216  */
9217 static struct sched_group *
9218 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
9219 {
9220         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
9221         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
9222         struct sg_lb_stats *sgs;
9223         unsigned long imbalance;
9224         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
9225                         .avg_load = UINT_MAX,
9226                         .group_type = group_overloaded,
9227         };
9228
9229         do {
9230                 int local_group;
9231
9232                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
9233                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
9234                                         p->cpus_ptr))
9235                         continue;
9236
9237                 /* Skip over this group if no cookie matched */
9238                 if (!sched_group_cookie_match(cpu_rq(this_cpu), p, group))
9239                         continue;
9240
9241                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
9242                                                sched_group_span(group));
9243
9244                 if (local_group) {
9245                         sgs = &local_sgs;
9246                         local = group;
9247                 } else {
9248                         sgs = &tmp_sgs;
9249                 }
9250
9251                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
9252
9253                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
9254                         idlest = group;
9255                         idlest_sgs = *sgs;
9256                 }
9257
9258         } while (group = group->next, group != sd->groups);
9259
9260
9261         /* There is no idlest group to push tasks to */
9262         if (!idlest)
9263                 return NULL;
9264
9265         /* The local group has been skipped because of CPU affinity */
9266         if (!local)
9267                 return idlest;
9268
9269         /*
9270          * If the local group is idler than the selected idlest group
9271          * don't try and push the task.
9272          */
9273         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
9274                 return NULL;
9275
9276         /*
9277          * If the local group is busier than the selected idlest group
9278          * try and push the task.
9279          */
9280         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
9281                 return idlest;
9282
9283         switch (local_sgs.group_type) {
9284         case group_overloaded:
9285         case group_fully_busy:
9286
9287                 /* Calculate allowed imbalance based on load */
9288                 imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
9289                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
9290
9291                 /*
9292                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
9293                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
9294                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
9295                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
9296                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
9297                  * and consider staying local.
9298                  */
9299
9300                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
9301                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
9302                         return NULL;
9303
9304                 /*
9305                  * If the local group is less loaded than the selected
9306                  * idlest group don't try and push any tasks.
9307                  */
9308                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
9309                         return NULL;
9310
9311                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
9312                         return NULL;
9313                 break;
9314
9315         case group_imbalanced:
9316         case group_asym_packing:
9317                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
9318                 return NULL;
9319
9320         case group_misfit_task:
9321                 /* Select group with the highest max capacity */
9322                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
9323                         return NULL;
9324                 break;
9325
9326         case group_has_spare:
9327 #ifdef CONFIG_NUMA
9328                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
9329                         int imb_numa_nr = sd->imb_numa_nr;
9330 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9331                         int idlest_cpu;
9332                         /*
9333                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
9334                          * the preferred node
9335                          */
9336                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
9337                                 return NULL;
9338
9339                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
9340                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
9341                                 return idlest;
9342 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9343                         /*
9344                          * Otherwise, keep the task close to the wakeup source
9345                          * and improve locality if the number of running tasks
9346                          * would remain below threshold where an imbalance is
9347                          * allowed while accounting for the possibility the
9348                          * task is pinned to a subset of CPUs. If there is a
9349                          * real need of migration, periodic load balance will
9350                          * take care of it.
9351                          */
9352                         if (p->nr_cpus_allowed != NR_CPUS) {
9353                                 struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
9354
9355                                 cpumask_and(cpus, sched_group_span(local), p->cpus_ptr);
9356                                 imb_numa_nr = min(cpumask_weight(cpus), sd->imb_numa_nr);
9357                         }
9358
9359                         imbalance = abs(local_sgs.idle_cpus - idlest_sgs.idle_cpus);
9360                         if (!adjust_numa_imbalance(imbalance,
9361                                                    local_sgs.sum_nr_running + 1,
9362                                                    imb_numa_nr)) {
9363                                 return NULL;
9364                         }
9365                 }
9366 #endif /* CONFIG_NUMA */
9367
9368                 /*
9369                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
9370                  * compare the utilization which is more stable but it can end
9371                  * up that the group has less spare capacity but finally more
9372                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
9373                  */
9374                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
9375                         return NULL;
9376                 break;
9377         }
9378
9379         return idlest;
9380 }
9381
9382 static void update_idle_cpu_scan(struct lb_env *env,
9383                                  unsigned long sum_util)
9384 {
9385         struct sched_domain_shared *sd_share;
9386         int llc_weight, pct;
9387         u64 x, y, tmp;
9388         /*
9389          * Update the number of CPUs to scan in LLC domain, which could
9390          * be used as a hint in select_idle_cpu(). The update of sd_share
9391          * could be expensive because it is within a shared cache line.
9392          * So the write of this hint only occurs during periodic load
9393          * balancing, rather than CPU_NEWLY_IDLE, because the latter
9394          * can fire way more frequently than the former.
9395          */
9396         if (!sched_feat(SIS_UTIL) || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9397                 return;
9398
9399         llc_weight = per_cpu(sd_llc_size, env->dst_cpu);
9400         if (env->sd->span_weight != llc_weight)
9401                 return;
9402
9403         sd_share = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, env->dst_cpu));
9404         if (!sd_share)
9405                 return;
9406
9407         /*
9408          * The number of CPUs to search drops as sum_util increases, when
9409          * sum_util hits 85% or above, the scan stops.
9410          * The reason to choose 85% as the threshold is because this is the
9411          * imbalance_pct(117) when a LLC sched group is overloaded.
9412          *
9413          * let y = SCHED_CAPACITY_SCALE - p * x^2                       [1]
9414          * and y'= y / SCHED_CAPACITY_SCALE
9415          *
9416          * x is the ratio of sum_util compared to the CPU capacity:
9417          * x = sum_util / (llc_weight * SCHED_CAPACITY_SCALE)
9418          * y' is the ratio of CPUs to be scanned in the LLC domain,
9419          * and the number of CPUs to scan is calculated by:
9420          *
9421          * nr_scan = llc_weight * y'                                    [2]
9422          *
9423          * When x hits the threshold of overloaded, AKA, when
9424          * x = 100 / pct, y drops to 0. According to [1],
9425          * p should be SCHED_CAPACITY_SCALE * pct^2 / 10000
9426          *
9427          * Scale x by SCHED_CAPACITY_SCALE:
9428          * x' = sum_util / llc_weight;                                  [3]
9429          *
9430          * and finally [1] becomes:
9431          * y = SCHED_CAPACITY_SCALE -
9432          *     x'^2 * pct^2 / (10000 * SCHED_CAPACITY_SCALE)            [4]
9433          *
9434          */
9435         /* equation [3] */
9436         x = sum_util;
9437         do_div(x, llc_weight);
9438
9439         /* equation [4] */
9440         pct = env->sd->imbalance_pct;
9441         tmp = x * x * pct * pct;
9442         do_div(tmp, 10000 * SCHED_CAPACITY_SCALE);
9443         tmp = min_t(long, tmp, SCHED_CAPACITY_SCALE);
9444         y = SCHED_CAPACITY_SCALE - tmp;
9445
9446         /* equation [2] */
9447         y *= llc_weight;
9448         do_div(y, SCHED_CAPACITY_SCALE);
9449         if ((int)y != sd_share->nr_idle_scan)
9450                 WRITE_ONCE(sd_share->nr_idle_scan, (int)y);
9451 }
9452
9453 /**
9454  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
9455  * @env: The load balancing environment.
9456  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
9457  */
9458
9459 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9460 {
9461         struct sched_domain *child = env->sd->child;
9462         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9463         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
9464         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
9465         unsigned long sum_util = 0;
9466         int sg_status = 0;
9467
9468         do {
9469                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
9470                 int local_group;
9471
9472                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
9473                 if (local_group) {
9474                         sds->local = sg;
9475                         sgs = local;
9476
9477                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
9478                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
9479                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
9480                 }
9481
9482                 update_sg_lb_stats(env, sds, sg, sgs, &sg_status);
9483
9484                 if (local_group)
9485                         goto next_group;
9486
9487
9488                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
9489                         sds->busiest = sg;
9490                         sds->busiest_stat = *sgs;
9491                 }
9492
9493 next_group:
9494                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
9495                 sds->total_load += sgs->group_load;
9496                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
9497
9498                 sum_util += sgs->group_util;
9499                 sg = sg->next;
9500         } while (sg != env->sd->groups);
9501
9502         /* Tag domain that child domain prefers tasks go to siblings first */
9503         sds->prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
9504
9505
9506         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
9507                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
9508
9509         if (!env->sd->parent) {
9510                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9511
9512                 /* update overload indicator if we are at root domain */
9513                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
9514
9515                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
9516                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9517                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9518         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
9519                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9520
9521                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
9522                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
9523         }
9524
9525         update_idle_cpu_scan(env, sum_util);
9526 }
9527
9528 /**
9529  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
9530  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
9531  * @env: load balance environment
9532  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
9533  */
9534 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9535 {
9536         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9537
9538         local = &sds->local_stat;
9539         busiest = &sds->busiest_stat;
9540
9541         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
9542                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
9543                         /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
9544                         env->migration_type = migrate_misfit;
9545                         env->imbalance = 1;
9546                 } else {
9547                         /*
9548                          * Set load imbalance to allow moving task from cpu
9549                          * with reduced capacity.
9550                          */
9551                         env->migration_type = migrate_load;
9552                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task_load;
9553                 }
9554                 return;
9555         }
9556
9557         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
9558                 /*
9559                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
9560                  * the preferred CPU.
9561                  */
9562                 env->migration_type = migrate_task;
9563                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
9564                 return;
9565         }
9566
9567         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
9568                 /*
9569                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
9570                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
9571                  * the imbalance. The next load balance will take care of
9572                  * balancing back the system.
9573                  */
9574                 env->migration_type = migrate_task;
9575                 env->imbalance = 1;
9576                 return;
9577         }
9578
9579         /*
9580          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
9581          * emptying busiest.
9582          */
9583         if (local->group_type == group_has_spare) {
9584                 if ((busiest->group_type > group_fully_busy) &&
9585                     !(env->sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
9586                         /*
9587                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
9588                          * capacity. This might end up creating spare capacity
9589                          * in busiest or busiest still being overloaded but
9590                          * there is no simple way to directly compute the
9591                          * amount of load to migrate in order to balance the
9592                          * system.
9593                          */
9594                         env->migration_type = migrate_util;
9595                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
9596                                          local->group_util;
9597
9598                         /*
9599                          * In some cases, the group's utilization is max or even
9600                          * higher than capacity because of migrations but the
9601                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
9602                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
9603                          * try to pull it.
9604                          */
9605                         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->imbalance == 0) {
9606                                 env->migration_type = migrate_task;
9607                                 env->imbalance = 1;
9608                         }
9609
9610                         return;
9611                 }
9612
9613                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
9614                         unsigned int nr_diff = busiest->sum_nr_running;
9615                         /*
9616                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
9617                          * groups.
9618                          */
9619                         env->migration_type = migrate_task;
9620                         lsub_positive(&nr_diff, local->sum_nr_running);
9621                         env->imbalance = nr_diff;
9622                 } else {
9623
9624                         /*
9625                          * If there is no overload, we just want to even the number of
9626                          * idle cpus.
9627                          */
9628                         env->migration_type = migrate_task;
9629                         env->imbalance = max_t(long, 0,
9630                                                (local->idle_cpus - busiest->idle_cpus));
9631                 }
9632
9633 #ifdef CONFIG_NUMA
9634                 /* Consider allowing a small imbalance between NUMA groups */
9635                 if (env->sd->flags & SD_NUMA) {
9636                         env->imbalance = adjust_numa_imbalance(env->imbalance,
9637                                                                local->sum_nr_running + 1,
9638                                                                env->sd->imb_numa_nr);
9639                 }
9640 #endif
9641
9642                 /* Number of tasks to move to restore balance */
9643                 env->imbalance >>= 1;
9644
9645                 return;
9646         }
9647
9648         /*
9649          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
9650          * busiest group
9651          */
9652         if (local->group_type < group_overloaded) {
9653                 /*
9654                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
9655                  * finally needed.
9656                  */
9657
9658                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9659                                   local->group_capacity;
9660
9661                 /*
9662                  * If the local group is more loaded than the selected
9663                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9664                  */
9665                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load) {
9666                         env->imbalance = 0;
9667                         return;
9668                 }
9669
9670                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9671                                 sds->total_capacity;
9672         }
9673
9674         /*
9675          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
9676          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
9677          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
9678          * below the average load. At the same time, we also don't want to
9679          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
9680          * the minimum possible imbalance.
9681          */
9682         env->migration_type = migrate_load;
9683         env->imbalance = min(
9684                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
9685                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
9686         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
9687 }
9688
9689 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
9690
9691 /*
9692  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
9693  *
9694  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
9695  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
9696  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
9697  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  N/A        N/A
9698  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
9699  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
9700  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
9701  *
9702  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
9703  *            statistics.
9704  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
9705  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
9706  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
9707  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
9708  *            different in groups.
9709  */
9710
9711 /**
9712  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
9713  * if there is an imbalance.
9714  * @env: The load balancing environment.
9715  *
9716  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
9717  * to restore balance.
9718  *
9719  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
9720  */
9721 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
9722 {
9723         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9724         struct sd_lb_stats sds;
9725
9726         init_sd_lb_stats(&sds);
9727
9728         /*
9729          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
9730          * this level.
9731          */
9732         update_sd_lb_stats(env, &sds);
9733
9734         if (sched_energy_enabled()) {
9735                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9736
9737                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
9738                         goto out_balanced;
9739         }
9740
9741         local = &sds.local_stat;
9742         busiest = &sds.busiest_stat;
9743
9744         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
9745         if (!sds.busiest)
9746                 goto out_balanced;
9747
9748         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
9749         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
9750                 goto force_balance;
9751
9752         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
9753         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
9754                 goto force_balance;
9755
9756         /*
9757          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
9758          * work because they assume all things are equal, which typically
9759          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
9760          */
9761         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
9762                 goto force_balance;
9763
9764         /*
9765          * If the local group is busier than the selected busiest group
9766          * don't try and pull any tasks.
9767          */
9768         if (local->group_type > busiest->group_type)
9769                 goto out_balanced;
9770
9771         /*
9772          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
9773          * between tasks.
9774          */
9775         if (local->group_type == group_overloaded) {
9776                 /*
9777                  * If the local group is more loaded than the selected
9778                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9779                  */
9780                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
9781                         goto out_balanced;
9782
9783                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
9784                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9785                                 sds.total_capacity;
9786
9787                 /*
9788                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
9789                  * domain average load.
9790                  */
9791                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
9792                         goto out_balanced;
9793
9794                 /*
9795                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
9796                  * conservative.
9797                  */
9798                 if (100 * busiest->avg_load <=
9799                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
9800                         goto out_balanced;
9801         }
9802
9803         /* Try to move all excess tasks to child's sibling domain */
9804         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
9805             busiest->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)
9806                 goto force_balance;
9807
9808         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
9809                 if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
9810                         /*
9811                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
9812                          * result the local one too) but this CPU is already
9813                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
9814                          */
9815                         goto out_balanced;
9816
9817                 if (busiest->group_weight > 1 &&
9818                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1))
9819                         /*
9820                          * If the busiest group is not overloaded
9821                          * and there is no imbalance between this and busiest
9822                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
9823                          * becomes significant if the diff is greater than 1
9824                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
9825                          * on another group. Of course this applies only if
9826                          * there is more than 1 CPU per group.
9827                          */
9828                         goto out_balanced;
9829
9830                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1)
9831                         /*
9832                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
9833                          */
9834                         goto out_balanced;
9835         }
9836
9837 force_balance:
9838         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
9839         calculate_imbalance(env, &sds);
9840         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
9841
9842 out_balanced:
9843         env->imbalance = 0;
9844         return NULL;
9845 }
9846
9847 /*
9848  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
9849  */
9850 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
9851                                      struct sched_group *group)
9852 {
9853         struct rq *busiest = NULL, *rq;
9854         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
9855         unsigned int busiest_nr = 0;
9856         int i;
9857
9858         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
9859                 unsigned long capacity, load, util;
9860                 unsigned int nr_running;
9861                 enum fbq_type rt;
9862
9863                 rq = cpu_rq(i);
9864                 rt = fbq_classify_rq(rq);
9865
9866                 /*
9867                  * We classify groups/runqueues into three groups:
9868                  *  - regular: there are !numa tasks
9869                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
9870                  *  - all:     there is no distinction
9871                  *
9872                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
9873                  * ignore those when there's better options.
9874                  *
9875                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
9876                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
9877                  * queue by moving tasks around inside the node.
9878                  *
9879                  * If we cannot move enough load due to this classification
9880                  * the next pass will adjust the group classification and
9881                  * allow migration of more tasks.
9882                  *
9883                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
9884                  */
9885                 if (rt > env->fbq_type)
9886                         continue;
9887
9888                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
9889                 if (!nr_running)
9890                         continue;
9891
9892                 capacity = capacity_of(i);
9893
9894                 /*
9895                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
9896                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
9897                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
9898                  * average load.
9899                  */
9900                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
9901                     !capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), capacity) &&
9902                     nr_running == 1)
9903                         continue;
9904
9905                 /* Make sure we only pull tasks from a CPU of lower priority */
9906                 if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
9907                     sched_asym_prefer(i, env->dst_cpu) &&
9908                     nr_running == 1)
9909                         continue;
9910
9911                 switch (env->migration_type) {
9912                 case migrate_load:
9913                         /*
9914                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
9915                          * which is not scaled with the CPU capacity.
9916                          */
9917                         load = cpu_load(rq);
9918
9919                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
9920                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
9921                                 break;
9922
9923                         /*
9924                          * For the load comparisons with the other CPUs,
9925                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
9926                          * capacity, so that the load can be moved away
9927                          * from the CPU that is potentially running at a
9928                          * lower capacity.
9929                          *
9930                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
9931                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
9932                          * division works out to:
9933                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
9934                          * where j is our previous maximum.
9935                          */
9936                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
9937                                 busiest_load = load;
9938                                 busiest_capacity = capacity;
9939                                 busiest = rq;
9940                         }
9941                         break;
9942
9943                 case migrate_util:
9944                         util = cpu_util_cfs(i);
9945
9946                         /*
9947                          * Don't try to pull utilization from a CPU with one
9948                          * running task. Whatever its utilization, we will fail
9949                          * detach the task.
9950                          */
9951                         if (nr_running <= 1)
9952                                 continue;
9953
9954                         if (busiest_util < util) {
9955                                 busiest_util = util;
9956                                 busiest = rq;
9957                         }
9958                         break;
9959
9960                 case migrate_task:
9961                         if (busiest_nr < nr_running) {
9962                                 busiest_nr = nr_running;
9963                                 busiest = rq;
9964                         }
9965                         break;
9966
9967                 case migrate_misfit:
9968                         /*
9969                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
9970                          * simply seek the "biggest" misfit task.
9971                          */
9972                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
9973                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
9974                                 busiest = rq;
9975                         }
9976
9977                         break;
9978
9979                 }
9980         }
9981
9982         return busiest;
9983 }
9984
9985 /*
9986  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
9987  * so long as it is large enough.
9988  */
9989 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
9990
9991 static inline bool
9992 asym_active_balance(struct lb_env *env)
9993 {
9994         /*
9995          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
9996          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
9997          * highest priority CPUs.
9998          */
9999         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
10000                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
10001 }
10002
10003 static inline bool
10004 imbalanced_active_balance(struct lb_env *env)
10005 {
10006         struct sched_domain *sd = env->sd;
10007
10008         /*
10009          * The imbalanced case includes the case of pinned tasks preventing a fair
10010          * distribution of the load on the system but also the even distribution of the
10011          * threads on a system with spare capacity
10012          */
10013         if ((env->migration_type == migrate_task) &&
10014             (sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2))
10015                 return 1;
10016
10017         return 0;
10018 }
10019
10020 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
10021 {
10022         struct sched_domain *sd = env->sd;
10023
10024         if (asym_active_balance(env))
10025                 return 1;
10026
10027         if (imbalanced_active_balance(env))
10028                 return 1;
10029
10030         /*
10031          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
10032          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
10033          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
10034          * available on dst_cpu.
10035          */
10036         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
10037             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
10038                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
10039                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
10040                         return 1;
10041         }
10042
10043         if (env->migration_type == migrate_misfit)
10044                 return 1;
10045
10046         return 0;
10047 }
10048
10049 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
10050
10051 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
10052 {
10053         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
10054         int cpu;
10055
10056         /*
10057          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
10058          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
10059          */
10060         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
10061                 return 0;
10062
10063         /*
10064          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
10065          * to do the newly idle load balance.
10066          *
10067          * However, we bail out if we already have tasks or a wakeup pending,
10068          * to optimize wakeup latency.
10069          */
10070         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
10071                 if (env->dst_rq->nr_running > 0 || env->dst_rq->ttwu_pending)
10072                         return 0;
10073                 return 1;
10074         }
10075
10076         /* Try to find first idle CPU */
10077         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
10078                 if (!idle_cpu(cpu))
10079                         continue;
10080
10081                 /* Are we the first idle CPU? */
10082                 return cpu == env->dst_cpu;
10083         }
10084
10085         /* Are we the first CPU of this group ? */
10086         return group_balance_cpu(sg) == env->dst_cpu;
10087 }
10088
10089 /*
10090  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
10091  * tasks if there is an imbalance.
10092  */
10093 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
10094                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
10095                         int *continue_balancing)
10096 {
10097         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
10098         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
10099         struct sched_group *group;
10100         struct rq *busiest;
10101         struct rq_flags rf;
10102         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
10103
10104         struct lb_env env = {
10105                 .sd             = sd,
10106                 .dst_cpu        = this_cpu,
10107                 .dst_rq         = this_rq,
10108                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
10109                 .idle           = idle,
10110                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
10111                 .cpus           = cpus,
10112                 .fbq_type       = all,
10113                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
10114         };
10115
10116         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
10117
10118         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
10119
10120 redo:
10121         if (!should_we_balance(&env)) {
10122                 *continue_balancing = 0;
10123                 goto out_balanced;
10124         }
10125
10126         group = find_busiest_group(&env);
10127         if (!group) {
10128                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
10129                 goto out_balanced;
10130         }
10131
10132         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
10133         if (!busiest) {
10134                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
10135                 goto out_balanced;
10136         }
10137
10138         WARN_ON_ONCE(busiest == env.dst_rq);
10139
10140         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
10141
10142         env.src_cpu = busiest->cpu;
10143         env.src_rq = busiest;
10144
10145         ld_moved = 0;
10146         /* Clear this flag as soon as we find a pullable task */
10147         env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
10148         if (busiest->nr_running > 1) {
10149                 /*
10150                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
10151                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
10152                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
10153                  * correctly treated as an imbalance.
10154                  */
10155                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
10156
10157 more_balance:
10158                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
10159                 update_rq_clock(busiest);
10160
10161                 /*
10162                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
10163                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
10164                  */
10165                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
10166
10167                 /*
10168                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
10169                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
10170                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
10171                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
10172                  * See task_rq_lock() family for the details.
10173                  */
10174
10175                 rq_unlock(busiest, &rf);
10176
10177                 if (cur_ld_moved) {
10178                         attach_tasks(&env);
10179                         ld_moved += cur_ld_moved;
10180                 }
10181
10182                 local_irq_restore(rf.flags);
10183
10184                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
10185                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
10186                         goto more_balance;
10187                 }
10188
10189                 /*
10190                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
10191                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
10192                  * where they can run. The upper limit on how many times we
10193                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
10194                  * sched_group.
10195                  *
10196                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
10197                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
10198                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
10199                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
10200                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
10201                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
10202                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
10203                  * given_cpu) causing excess load to be moved to given_cpu.
10204                  * This however should not happen so much in practice and
10205                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
10206                  * excess load moved.
10207                  */
10208                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
10209
10210                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
10211                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
10212
10213                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
10214                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
10215                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
10216                         env.loop         = 0;
10217                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
10218
10219                         /*
10220                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
10221                          * need to continue with same src_cpu.
10222                          */
10223                         goto more_balance;
10224                 }
10225
10226                 /*
10227                  * We failed to reach balance because of affinity.
10228                  */
10229                 if (sd_parent) {
10230                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
10231
10232                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
10233                                 *group_imbalance = 1;
10234                 }
10235
10236                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
10237                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
10238                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
10239                         /*
10240                          * Attempting to continue load balancing at the current
10241                          * sched_domain level only makes sense if there are
10242                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
10243                          * pull load from which are not contained within the
10244                          * destination group that is receiving any migrated
10245                          * load.
10246                          */
10247                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
10248                                 env.loop = 0;
10249                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
10250                                 goto redo;
10251                         }
10252                         goto out_all_pinned;
10253                 }
10254         }
10255
10256         if (!ld_moved) {
10257                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
10258                 /*
10259                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
10260                  * We do not want newidle balance, which can be very
10261                  * frequent, pollute the failure counter causing
10262                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
10263                  */
10264                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
10265                         sd->nr_balance_failed++;
10266
10267                 if (need_active_balance(&env)) {
10268                         unsigned long flags;
10269
10270                         raw_spin_rq_lock_irqsave(busiest, flags);
10271
10272                         /*
10273                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
10274                          * if the curr task on busiest CPU can't be
10275                          * moved to this_cpu:
10276                          */
10277                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
10278                                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
10279                                 goto out_one_pinned;
10280                         }
10281
10282                         /* Record that we found at least one task that could run on this_cpu */
10283                         env.flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
10284
10285                         /*
10286                          * ->active_balance synchronizes accesses to
10287                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
10288                          * only after active load balance is finished.
10289                          */
10290                         if (!busiest->active_balance) {
10291                                 busiest->active_balance = 1;
10292                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
10293                                 active_balance = 1;
10294                         }
10295                         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
10296
10297                         if (active_balance) {
10298                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
10299                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
10300                                         &busiest->active_balance_work);
10301                         }
10302                 }
10303         } else {
10304                 sd->nr_balance_failed = 0;
10305         }
10306
10307         if (likely(!active_balance) || need_active_balance(&env)) {
10308                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
10309                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
10310         }
10311
10312         goto out;
10313
10314 out_balanced:
10315         /*
10316          * We reach balance although we may have faced some affinity
10317          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
10318          * a chance to move and fix the imbalance.
10319          */
10320         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
10321                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
10322
10323                 if (*group_imbalance)
10324                         *group_imbalance = 0;
10325         }
10326
10327 out_all_pinned:
10328         /*
10329          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
10330          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
10331          * can try to migrate them.
10332          */
10333         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
10334
10335         sd->nr_balance_failed = 0;
10336
10337 out_one_pinned:
10338         ld_moved = 0;
10339
10340         /*
10341          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
10342          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
10343          * skyrocketing in a short amount of time. Skip the balance_interval
10344          * increase logic to avoid that.
10345          */
10346         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
10347                 goto out;
10348
10349         /* tune up the balancing interval */
10350         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
10351              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
10352             sd->balance_interval < sd->max_interval)
10353                 sd->balance_interval *= 2;
10354 out:
10355         return ld_moved;
10356 }
10357
10358 static inline unsigned long
10359 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
10360 {
10361         unsigned long interval = sd->balance_interval;
10362
10363         if (cpu_busy)
10364                 interval *= sd->busy_factor;
10365
10366         /* scale ms to jiffies */
10367         interval = msecs_to_jiffies(interval);
10368
10369         /*
10370          * Reduce likelihood of busy balancing at higher domains racing with
10371          * balancing at lower domains by preventing their balancing periods
10372          * from being multiples of each other.
10373          */
10374         if (cpu_busy)
10375                 interval -= 1;
10376
10377         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
10378
10379         return interval;
10380 }
10381
10382 static inline void
10383 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
10384 {
10385         unsigned long interval, next;
10386
10387         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
10388         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
10389         next = sd->last_balance + interval;
10390
10391         if (time_after(*next_balance, next))
10392                 *next_balance = next;
10393 }
10394
10395 /*
10396  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
10397  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
10398  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
10399  * avoids physical / logical imbalances.
10400  */
10401 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
10402 {
10403         struct rq *busiest_rq = data;
10404         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
10405         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
10406         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
10407         struct sched_domain *sd;
10408         struct task_struct *p = NULL;
10409         struct rq_flags rf;
10410
10411         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
10412         /*
10413          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
10414          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
10415          * inactive CPUs.
10416          */
10417         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
10418                 goto out_unlock;
10419
10420         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
10421         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
10422                      !busiest_rq->active_balance))
10423                 goto out_unlock;
10424
10425         /* Is there any task to move? */
10426         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
10427                 goto out_unlock;
10428
10429         /*
10430          * This condition is "impossible", if it occurs
10431          * we need to fix it. Originally reported by
10432          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
10433          */
10434         WARN_ON_ONCE(busiest_rq == target_rq);
10435
10436         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
10437         rcu_read_lock();
10438         for_each_domain(target_cpu, sd) {
10439                 if (cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
10440                         break;
10441         }
10442
10443         if (likely(sd)) {
10444                 struct lb_env env = {
10445                         .sd             = sd,
10446                         .dst_cpu        = target_cpu,
10447                         .dst_rq         = target_rq,
10448                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
10449                         .src_rq         = busiest_rq,
10450                         .idle           = CPU_IDLE,
10451                         .flags          = LBF_ACTIVE_LB,
10452                 };
10453
10454                 schedstat_inc(sd->alb_count);
10455                 update_rq_clock(busiest_rq);
10456
10457                 p = detach_one_task(&env);
10458                 if (p) {
10459                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
10460                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
10461                         sd->nr_balance_failed = 0;
10462                 } else {
10463                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
10464                 }
10465         }
10466         rcu_read_unlock();
10467 out_unlock:
10468         busiest_rq->active_balance = 0;
10469         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
10470
10471         if (p)
10472                 attach_one_task(target_rq, p);
10473
10474         local_irq_enable();
10475
10476         return 0;
10477 }
10478
10479 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
10480
10481 /*
10482  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
10483  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
10484  */
10485 void update_max_interval(void)
10486 {
10487         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
10488 }
10489
10490 static inline bool update_newidle_cost(struct sched_domain *sd, u64 cost)
10491 {
10492         if (cost > sd->max_newidle_lb_cost) {
10493                 /*
10494                  * Track max cost of a domain to make sure to not delay the
10495                  * next wakeup on the CPU.
10496                  */
10497                 sd->max_newidle_lb_cost = cost;
10498                 sd->last_decay_max_lb_cost = jiffies;
10499         } else if (time_after(jiffies, sd->last_decay_max_lb_cost + HZ)) {
10500                 /*
10501                  * Decay the newidle max times by ~1% per second to ensure that
10502                  * it is not outdated and the current max cost is actually
10503                  * shorter.
10504                  */
10505                 sd->max_newidle_lb_cost = (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
10506                 sd->last_decay_max_lb_cost = jiffies;
10507
10508                 return true;
10509         }
10510
10511         return false;
10512 }
10513
10514 /*
10515  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
10516  * and initiates a balancing operation if so.
10517  *
10518  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
10519  */
10520 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
10521 {
10522         int continue_balancing = 1;
10523         int cpu = rq->cpu;
10524         int busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10525         unsigned long interval;
10526         struct sched_domain *sd;
10527         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10528         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
10529         int update_next_balance = 0;
10530         int need_serialize, need_decay = 0;
10531         u64 max_cost = 0;
10532
10533         rcu_read_lock();
10534         for_each_domain(cpu, sd) {
10535                 /*
10536                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
10537                  * visit to all the domains.
10538                  */
10539                 need_decay = update_newidle_cost(sd, 0);
10540                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
10541
10542                 /*
10543                  * Stop the load balance at this level. There is another
10544                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
10545                  * actively.
10546                  */
10547                 if (!continue_balancing) {
10548                         if (need_decay)
10549                                 continue;
10550                         break;
10551                 }
10552
10553                 interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10554
10555                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
10556                 if (need_serialize) {
10557                         if (!spin_trylock(&balancing))
10558                                 goto out;
10559                 }
10560
10561                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
10562                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
10563                                 /*
10564                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
10565                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
10566                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
10567                                  */
10568                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10569                                 busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10570                         }
10571                         sd->last_balance = jiffies;
10572                         interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10573                 }
10574                 if (need_serialize)
10575                         spin_unlock(&balancing);
10576 out:
10577                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
10578                         next_balance = sd->last_balance + interval;
10579                         update_next_balance = 1;
10580                 }
10581         }
10582         if (need_decay) {
10583                 /*
10584                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
10585                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
10586                  */
10587                 rq->max_idle_balance_cost =
10588                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
10589         }
10590         rcu_read_unlock();
10591
10592         /*
10593          * next_balance will be updated only when there is a need.
10594          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
10595          * updated.
10596          */
10597         if (likely(update_next_balance))
10598                 rq->next_balance = next_balance;
10599
10600 }
10601
10602 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
10603 {
10604         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
10605 }
10606
10607 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10608 /*
10609  * idle load balancing details
10610  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
10611  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
10612  *   load balancing for all the idle CPUs.
10613  * - HK_TYPE_MISC CPUs are used for this task, because HK_TYPE_SCHED not set
10614  *   anywhere yet.
10615  */
10616
10617 static inline int find_new_ilb(void)
10618 {
10619         int ilb;
10620         const struct cpumask *hk_mask;
10621
10622         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_TYPE_MISC);
10623
10624         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask, hk_mask) {
10625
10626                 if (ilb == smp_processor_id())
10627                         continue;
10628
10629                 if (idle_cpu(ilb))
10630                         return ilb;
10631         }
10632
10633         return nr_cpu_ids;
10634 }
10635
10636 /*
10637  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
10638  * idle CPU in the HK_TYPE_MISC housekeeping set (if there is one).
10639  */
10640 static void kick_ilb(unsigned int flags)
10641 {
10642         int ilb_cpu;
10643
10644         /*
10645          * Increase nohz.next_balance only when if full ilb is triggered but
10646          * not if we only update stats.
10647          */
10648         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10649                 nohz.next_balance = jiffies+1;
10650
10651         ilb_cpu = find_new_ilb();
10652
10653         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
10654                 return;
10655
10656         /*
10657          * Access to rq::nohz_csd is serialized by NOHZ_KICK_MASK; he who sets
10658          * the first flag owns it; cleared by nohz_csd_func().
10659          */
10660         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
10661         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
10662                 return;
10663
10664         /*
10665          * This way we generate an IPI on the target CPU which
10666          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
10667          * will be run before returning from the IPI.
10668          */
10669         smp_call_function_single_async(ilb_cpu, &cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_csd);
10670 }
10671
10672 /*
10673  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
10674  * of idle CPUs in the system.
10675  */
10676 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
10677 {
10678         unsigned long now = jiffies;
10679         struct sched_domain_shared *sds;
10680         struct sched_domain *sd;
10681         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
10682         unsigned int flags = 0;
10683
10684         if (unlikely(rq->idle_balance))
10685                 return;
10686
10687         /*
10688          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
10689          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
10690          */
10691         nohz_balance_exit_idle(rq);
10692
10693         /*
10694          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
10695          * balancing.
10696          */
10697         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
10698                 return;
10699
10700         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
10701             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10702                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
10703
10704         if (time_before(now, nohz.next_balance))
10705                 goto out;
10706
10707         if (rq->nr_running >= 2) {
10708                 flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10709                 goto out;
10710         }
10711
10712         rcu_read_lock();
10713
10714         sd = rcu_dereference(rq->sd);
10715         if (sd) {
10716                 /*
10717                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
10718                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
10719                  * on.
10720                  */
10721                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
10722                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10723                         goto unlock;
10724                 }
10725         }
10726
10727         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
10728         if (sd) {
10729                 /*
10730                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
10731                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
10732                  * around.
10733                  */
10734                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
10735                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
10736                                 flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10737                                 goto unlock;
10738                         }
10739                 }
10740         }
10741
10742         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
10743         if (sd) {
10744                 /*
10745                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
10746                  * to run the misfit task on.
10747                  */
10748                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
10749                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10750                         goto unlock;
10751                 }
10752
10753                 /*
10754                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
10755                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
10756                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
10757                  *
10758                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
10759                  */
10760                 goto unlock;
10761         }
10762
10763         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
10764         if (sds) {
10765                 /*
10766                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
10767                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
10768                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
10769                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
10770                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
10771                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
10772                  * like this LLC domain has tasks we could move.
10773                  */
10774                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
10775                 if (nr_busy > 1) {
10776                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10777                         goto unlock;
10778                 }
10779         }
10780 unlock:
10781         rcu_read_unlock();
10782 out:
10783         if (READ_ONCE(nohz.needs_update))
10784                 flags |= NOHZ_NEXT_KICK;
10785
10786         if (flags)
10787                 kick_ilb(flags);
10788 }
10789
10790 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
10791 {
10792         struct sched_domain *sd;
10793
10794         rcu_read_lock();
10795         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10796
10797         if (!sd || !sd->nohz_idle)
10798                 goto unlock;
10799         sd->nohz_idle = 0;
10800
10801         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10802 unlock:
10803         rcu_read_unlock();
10804 }
10805
10806 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
10807 {
10808         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
10809
10810         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
10811                 return;
10812
10813         rq->nohz_tick_stopped = 0;
10814         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10815         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
10816
10817         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
10818 }
10819
10820 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
10821 {
10822         struct sched_domain *sd;
10823
10824         rcu_read_lock();
10825         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10826
10827         if (!sd || sd->nohz_idle)
10828                 goto unlock;
10829         sd->nohz_idle = 1;
10830
10831         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10832 unlock:
10833         rcu_read_unlock();
10834 }
10835
10836 /*
10837  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
10838  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
10839  */
10840 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
10841 {
10842         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10843
10844         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
10845
10846         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
10847         if (!cpu_active(cpu))
10848                 return;
10849
10850         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
10851         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_SCHED))
10852                 return;
10853
10854         /*
10855          * Can be set safely without rq->lock held
10856          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
10857          * rq->lock is held during the check and the clear
10858          */
10859         rq->has_blocked_load = 1;
10860
10861         /*
10862          * The tick is still stopped but load could have been added in the
10863          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
10864          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
10865          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
10866          */
10867         if (rq->nohz_tick_stopped)
10868                 goto out;
10869
10870         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
10871         if (on_null_domain(rq))
10872                 return;
10873
10874         rq->nohz_tick_stopped = 1;
10875
10876         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10877         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
10878
10879         /*
10880          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
10881          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
10882          * and @needs_update stores.
10883          */
10884         smp_mb__after_atomic();
10885
10886         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
10887
10888         WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 1);
10889 out:
10890         /*
10891          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
10892          * enable the periodic update of the load of idle cpus
10893          */
10894         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10895 }
10896
10897 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq)
10898 {
10899         unsigned int cpu = rq->cpu;
10900
10901         if (!rq->has_blocked_load)
10902                 return false;
10903
10904         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
10905                 return false;
10906
10907         if (!time_after(jiffies, READ_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick)))
10908                 return true;
10909
10910         update_blocked_averages(cpu);
10911
10912         return rq->has_blocked_load;
10913 }
10914
10915 /*
10916  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
10917  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
10918  * tasks movement depending of flags.
10919  */
10920 static void _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags)
10921 {
10922         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10923         unsigned long now = jiffies;
10924         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
10925         bool has_blocked_load = false;
10926         int update_next_balance = 0;
10927         int this_cpu = this_rq->cpu;
10928         int balance_cpu;
10929         struct rq *rq;
10930
10931         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
10932
10933         /*
10934          * We assume there will be no idle load after this update and clear
10935          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
10936          * set the has_blocked flag and trigger another update of idle load.
10937          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
10938          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
10939          * check the load of an idle cpu.
10940          *
10941          * Same applies to idle_cpus_mask vs needs_update.
10942          */
10943         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
10944                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
10945         if (flags & NOHZ_NEXT_KICK)
10946                 WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 0);
10947
10948         /*
10949          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
10950          * store from nohz_balance_enter_idle().
10951          */
10952         smp_mb();
10953
10954         /*
10955          * Start with the next CPU after this_cpu so we will end with this_cpu and let a
10956          * chance for other idle cpu to pull load.
10957          */
10958         for_each_cpu_wrap(balance_cpu,  nohz.idle_cpus_mask, this_cpu+1) {
10959                 if (!idle_cpu(balance_cpu))
10960                         continue;
10961
10962                 /*
10963                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
10964                  * work being done for other CPUs. Next load
10965                  * balancing owner will pick it up.
10966                  */
10967                 if (need_resched()) {
10968                         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
10969                                 has_blocked_load = true;
10970                         if (flags & NOHZ_NEXT_KICK)
10971                                 WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 1);
10972                         goto abort;
10973                 }
10974
10975                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
10976
10977                 if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
10978                         has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq);
10979
10980                 /*
10981                  * If time for next balance is due,
10982                  * do the balance.
10983                  */
10984                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
10985                         struct rq_flags rf;
10986
10987                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10988                         update_rq_clock(rq);
10989                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10990
10991                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10992                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
10993                 }
10994
10995                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
10996                         next_balance = rq->next_balance;
10997                         update_next_balance = 1;
10998                 }
10999         }
11000
11001         /*
11002          * next_balance will be updated only when there is a need.
11003          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
11004          * updated.
11005          */
11006         if (likely(update_next_balance))
11007                 nohz.next_balance = next_balance;
11008
11009         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
11010                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
11011                            now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
11012
11013 abort:
11014         /* There is still blocked load, enable periodic update */
11015         if (has_blocked_load)
11016                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
11017 }
11018
11019 /*
11020  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
11021  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
11022  */
11023 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
11024 {
11025         unsigned int flags = this_rq->nohz_idle_balance;
11026
11027         if (!flags)
11028                 return false;
11029
11030         this_rq->nohz_idle_balance = 0;
11031
11032         if (idle != CPU_IDLE)
11033                 return false;
11034
11035         _nohz_idle_balance(this_rq, flags);
11036
11037         return true;
11038 }
11039
11040 /*
11041  * Check if we need to run the ILB for updating blocked load before entering
11042  * idle state.
11043  */
11044 void nohz_run_idle_balance(int cpu)
11045 {
11046         unsigned int flags;
11047
11048         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
11049
11050         /*
11051          * Update the blocked load only if no SCHED_SOFTIRQ is about to happen
11052          * (ie NOHZ_STATS_KICK set) and will do the same.
11053          */
11054         if ((flags == NOHZ_NEWILB_KICK) && !need_resched())
11055                 _nohz_idle_balance(cpu_rq(cpu), NOHZ_STATS_KICK);
11056 }
11057
11058 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
11059 {
11060         int this_cpu = this_rq->cpu;
11061
11062         /*
11063          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
11064          * housekeeping
11065          */
11066         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_TYPE_SCHED))
11067                 return;
11068
11069         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
11070         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
11071                 return;
11072
11073         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
11074         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
11075             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
11076                 return;
11077
11078         /*
11079          * Set the need to trigger ILB in order to update blocked load
11080          * before entering idle state.
11081          */
11082         atomic_or(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(this_cpu));
11083 }
11084
11085 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
11086 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
11087
11088 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
11089 {
11090         return false;
11091 }
11092
11093 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
11094 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
11095
11096 /*
11097  * newidle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
11098  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
11099  *
11100  * Returns:
11101  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
11102  *     0 - failed, no new tasks
11103  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
11104  */
11105 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
11106 {
11107         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
11108         int this_cpu = this_rq->cpu;
11109         u64 t0, t1, curr_cost = 0;
11110         struct sched_domain *sd;
11111         int pulled_task = 0;
11112
11113         update_misfit_status(NULL, this_rq);
11114
11115         /*
11116          * There is a task waiting to run. No need to search for one.
11117          * Return 0; the task will be enqueued when switching to idle.
11118          */
11119         if (this_rq->ttwu_pending)
11120                 return 0;
11121
11122         /*
11123          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
11124          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
11125          */
11126         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
11127
11128         /*
11129          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
11130          */
11131         if (!cpu_active(this_cpu))
11132                 return 0;
11133
11134         /*
11135          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
11136          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
11137          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
11138          * re-start the picking loop.
11139          */
11140         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
11141
11142         rcu_read_lock();
11143         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
11144
11145         if (!READ_ONCE(this_rq->rd->overload) ||
11146             (sd && this_rq->avg_idle < sd->max_newidle_lb_cost)) {
11147
11148                 if (sd)
11149                         update_next_balance(sd, &next_balance);
11150                 rcu_read_unlock();
11151
11152                 goto out;
11153         }
11154         rcu_read_unlock();
11155
11156         raw_spin_rq_unlock(this_rq);
11157
11158         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
11159         update_blocked_averages(this_cpu);
11160
11161         rcu_read_lock();
11162         for_each_domain(this_cpu, sd) {
11163                 int continue_balancing = 1;
11164                 u64 domain_cost;
11165
11166                 update_next_balance(sd, &next_balance);
11167
11168                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
11169                         break;
11170
11171                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
11172
11173                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
11174                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
11175                                                    &continue_balancing);
11176
11177                         t1 = sched_clock_cpu(this_cpu);
11178                         domain_cost = t1 - t0;
11179                         update_newidle_cost(sd, domain_cost);
11180
11181                         curr_cost += domain_cost;
11182                         t0 = t1;
11183                 }
11184
11185                 /*
11186                  * Stop searching for tasks to pull if there are
11187                  * now runnable tasks on this rq.
11188                  */
11189                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0 ||
11190                     this_rq->ttwu_pending)
11191                         break;
11192         }
11193         rcu_read_unlock();
11194
11195         raw_spin_rq_lock(this_rq);
11196
11197         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
11198                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
11199
11200         /*
11201          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
11202          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
11203          * pretend we pulled a task.
11204          */
11205         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
11206                 pulled_task = 1;
11207
11208         /* Is there a task of a high priority class? */
11209         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
11210                 pulled_task = -1;
11211
11212 out:
11213         /* Move the next balance forward */
11214         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
11215                 this_rq->next_balance = next_balance;
11216
11217         if (pulled_task)
11218                 this_rq->idle_stamp = 0;
11219         else
11220                 nohz_newidle_balance(this_rq);
11221
11222         rq_repin_lock(this_rq, rf);
11223
11224         return pulled_task;
11225 }
11226
11227 /*
11228  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
11229  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
11230  */
11231 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
11232 {
11233         struct rq *this_rq = this_rq();
11234         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
11235                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
11236
11237         /*
11238          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
11239          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
11240          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
11241          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
11242          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
11243          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
11244          */
11245         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
11246                 return;
11247
11248         /* normal load balance */
11249         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
11250         rebalance_domains(this_rq, idle);
11251 }
11252
11253 /*
11254  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
11255  */
11256 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
11257 {
11258         /*
11259          * Don't need to rebalance while attached to NULL domain or
11260          * runqueue CPU is not active
11261          */
11262         if (unlikely(on_null_domain(rq) || !cpu_active(cpu_of(rq))))
11263                 return;
11264
11265         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
11266                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
11267
11268         nohz_balancer_kick(rq);
11269 }
11270
11271 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
11272 {
11273         update_sysctl();
11274
11275         update_runtime_enabled(rq);
11276 }
11277
11278 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
11279 {
11280         update_sysctl();
11281
11282         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
11283         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
11284 }
11285
11286 #endif /* CONFIG_SMP */
11287
11288 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
11289 static inline bool
11290 __entity_slice_used(struct sched_entity *se, int min_nr_tasks)
11291 {
11292         u64 slice = sched_slice(cfs_rq_of(se), se);
11293         u64 rtime = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
11294
11295         return (rtime * min_nr_tasks > slice);
11296 }
11297
11298 #define MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE   2
11299 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
11300 {
11301         if (!sched_core_enabled(rq))
11302                 return;
11303
11304         /*
11305          * If runqueue has only one task which used up its slice and
11306          * if the sibling is forced idle, then trigger schedule to
11307          * give forced idle task a chance.
11308          *
11309          * sched_slice() considers only this active rq and it gets the
11310          * whole slice. But during force idle, we have siblings acting
11311          * like a single runqueue and hence we need to consider runnable
11312          * tasks on this CPU and the forced idle CPU. Ideally, we should
11313          * go through the forced idle rq, but that would be a perf hit.
11314          * We can assume that the forced idle CPU has at least
11315          * MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE - 1 tasks and use that to check
11316          * if we need to give up the CPU.
11317          */
11318         if (rq->core->core_forceidle_count && rq->cfs.nr_running == 1 &&
11319             __entity_slice_used(&curr->se, MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE))
11320                 resched_curr(rq);
11321 }
11322
11323 /*
11324  * se_fi_update - Update the cfs_rq->min_vruntime_fi in a CFS hierarchy if needed.
11325  */
11326 static void se_fi_update(struct sched_entity *se, unsigned int fi_seq, bool forceidle)
11327 {
11328         for_each_sched_entity(se) {
11329                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11330
11331                 if (forceidle) {
11332                         if (cfs_rq->forceidle_seq == fi_seq)
11333                                 break;
11334                         cfs_rq->forceidle_seq = fi_seq;
11335                 }
11336
11337                 cfs_rq->min_vruntime_fi = cfs_rq->min_vruntime;
11338         }
11339 }
11340
11341 void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi)
11342 {
11343         struct sched_entity *se = &p->se;
11344
11345         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
11346                 return;
11347
11348         se_fi_update(se, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
11349 }
11350
11351 bool cfs_prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
11352 {
11353         struct rq *rq = task_rq(a);
11354         struct sched_entity *sea = &a->se;
11355         struct sched_entity *seb = &b->se;
11356         struct cfs_rq *cfs_rqa;
11357         struct cfs_rq *cfs_rqb;
11358         s64 delta;
11359
11360         SCHED_WARN_ON(task_rq(b)->core != rq->core);
11361
11362 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11363         /*
11364          * Find an se in the hierarchy for tasks a and b, such that the se's
11365          * are immediate siblings.
11366          */
11367         while (sea->cfs_rq->tg != seb->cfs_rq->tg) {
11368                 int sea_depth = sea->depth;
11369                 int seb_depth = seb->depth;
11370
11371                 if (sea_depth >= seb_depth)
11372                         sea = parent_entity(sea);
11373                 if (sea_depth <= seb_depth)
11374                         seb = parent_entity(seb);
11375         }
11376
11377         se_fi_update(sea, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
11378         se_fi_update(seb, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
11379
11380         cfs_rqa = sea->cfs_rq;
11381         cfs_rqb = seb->cfs_rq;
11382 #else
11383         cfs_rqa = &task_rq(a)->cfs;
11384         cfs_rqb = &task_rq(b)->cfs;
11385 #endif
11386
11387         /*
11388          * Find delta after normalizing se's vruntime with its cfs_rq's
11389          * min_vruntime_fi, which would have been updated in prior calls
11390          * to se_fi_update().
11391          */
11392         delta = (s64)(sea->vruntime - seb->vruntime) +
11393                 (s64)(cfs_rqb->min_vruntime_fi - cfs_rqa->min_vruntime_fi);
11394
11395         return delta > 0;
11396 }
11397 #else
11398 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr) {}
11399 #endif
11400
11401 /*
11402  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
11403  *
11404  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
11405  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
11406  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
11407  * parameters.
11408  */
11409 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
11410 {
11411         struct cfs_rq *cfs_rq;
11412         struct sched_entity *se = &curr->se;
11413
11414         for_each_sched_entity(se) {
11415                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11416                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
11417         }
11418
11419         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
11420                 task_tick_numa(rq, curr);
11421
11422         update_misfit_status(curr, rq);
11423         update_overutilized_status(task_rq(curr));
11424
11425         task_tick_core(rq, curr);
11426 }
11427
11428 /*
11429  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
11430  *  - child not yet on the tasklist
11431  *  - preemption disabled
11432  */
11433 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
11434 {
11435         struct cfs_rq *cfs_rq;
11436         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
11437         struct rq *rq = this_rq();
11438         struct rq_flags rf;
11439
11440         rq_lock(rq, &rf);
11441         update_rq_clock(rq);
11442
11443         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
11444         curr = cfs_rq->curr;
11445         if (curr) {
11446                 update_curr(cfs_rq);
11447                 se->vruntime = curr->vruntime;
11448         }
11449         place_entity(cfs_rq, se, 1);
11450
11451         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
11452                 /*
11453                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
11454                  * 'current' within the tree based on its new key value.
11455                  */
11456                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
11457                 resched_curr(rq);
11458         }
11459
11460         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
11461         rq_unlock(rq, &rf);
11462 }
11463
11464 /*
11465  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
11466  * the current task.
11467  */
11468 static void
11469 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
11470 {
11471         if (!task_on_rq_queued(p))
11472                 return;
11473
11474         if (rq->cfs.nr_running == 1)
11475                 return;
11476
11477         /*
11478          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
11479          * our priority decreased, or if we are not currently running on
11480          * this runqueue and our priority is higher than the current's
11481          */
11482         if (task_current(rq, p)) {
11483                 if (p->prio > oldprio)
11484                         resched_curr(rq);
11485         } else
11486                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
11487 }
11488
11489 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
11490 {
11491         struct sched_entity *se = &p->se;
11492
11493         /*
11494          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
11495          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
11496          * vruntime.
11497          */
11498         if (p->on_rq)
11499                 return true;
11500
11501         /*
11502          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
11503          * But there are some cases where it has already been normalized:
11504          *
11505          * - A forked child which is waiting for being woken up by
11506          *   wake_up_new_task().
11507          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
11508          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
11509          */
11510         if (!se->sum_exec_runtime ||
11511             (READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
11512                 return true;
11513
11514         return false;
11515 }
11516
11517 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11518 /*
11519  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
11520  * visible to the root
11521  */
11522 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11523 {
11524         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11525
11526         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
11527                 return;
11528
11529         if (!throttled_hierarchy(cfs_rq))
11530                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
11531
11532         /* Start to propagate at parent */
11533         se = se->parent;
11534
11535         for_each_sched_entity(se) {
11536                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11537
11538                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
11539
11540                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
11541                         break;
11542
11543                 if (!throttled_hierarchy(cfs_rq))
11544                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
11545         }
11546 }
11547 #else
11548 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
11549 #endif
11550
11551 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11552 {
11553         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11554
11555 #ifdef CONFIG_SMP
11556         /*
11557          * In case the task sched_avg hasn't been attached:
11558          * - A forked task which hasn't been woken up by wake_up_new_task().
11559          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() but is
11560          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
11561          */
11562         if (!se->avg.last_update_time)
11563                 return;
11564 #endif
11565
11566         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
11567         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
11568         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
11569         update_tg_load_avg(cfs_rq);
11570         propagate_entity_cfs_rq(se);
11571 }
11572
11573 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11574 {
11575         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11576
11577         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
11578         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
11579         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
11580         update_tg_load_avg(cfs_rq);
11581         propagate_entity_cfs_rq(se);
11582 }
11583
11584 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
11585 {
11586         struct sched_entity *se = &p->se;
11587         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11588
11589         if (!vruntime_normalized(p)) {
11590                 /*
11591                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
11592                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
11593                  */
11594                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
11595                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
11596         }
11597
11598         detach_entity_cfs_rq(se);
11599 }
11600
11601 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
11602 {
11603         struct sched_entity *se = &p->se;
11604         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11605
11606         attach_entity_cfs_rq(se);
11607
11608         if (!vruntime_normalized(p))
11609                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
11610 }
11611
11612 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
11613 {
11614         detach_task_cfs_rq(p);
11615 }
11616
11617 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
11618 {
11619         attach_task_cfs_rq(p);
11620
11621         if (task_on_rq_queued(p)) {
11622                 /*
11623                  * We were most likely switched from sched_rt, so
11624                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
11625                  * if we can still preempt the current task.
11626                  */
11627                 if (task_current(rq, p))
11628                         resched_curr(rq);
11629                 else
11630                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
11631         }
11632 }
11633
11634 /* Account for a task changing its policy or group.
11635  *
11636  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
11637  * migrates between groups/classes.
11638  */
11639 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
11640 {
11641         struct sched_entity *se = &p->se;
11642
11643 #ifdef CONFIG_SMP
11644         if (task_on_rq_queued(p)) {
11645                 /*
11646                  * Move the next running task to the front of the list, so our
11647                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
11648                  */
11649                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
11650         }
11651 #endif
11652
11653         for_each_sched_entity(se) {
11654                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11655
11656                 set_next_entity(cfs_rq, se);
11657                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
11658                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
11659         }
11660 }
11661
11662 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
11663 {
11664         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
11665         u64_u32_store(cfs_rq->min_vruntime, (u64)(-(1LL << 20)));
11666 #ifdef CONFIG_SMP
11667         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
11668 #endif
11669 }
11670
11671 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11672 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p)
11673 {
11674         /*
11675          * We couldn't detach or attach a forked task which
11676          * hasn't been woken up by wake_up_new_task().
11677          */
11678         if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_NEW)
11679                 return;
11680
11681         detach_task_cfs_rq(p);
11682
11683 #ifdef CONFIG_SMP
11684         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
11685         p->se.avg.last_update_time = 0;
11686 #endif
11687         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11688         attach_task_cfs_rq(p);
11689 }
11690
11691 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11692 {
11693         int i;
11694
11695         for_each_possible_cpu(i) {
11696                 if (tg->cfs_rq)
11697                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
11698                 if (tg->se)
11699                         kfree(tg->se[i]);
11700         }
11701
11702         kfree(tg->cfs_rq);
11703         kfree(tg->se);
11704 }
11705
11706 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11707 {
11708         struct sched_entity *se;
11709         struct cfs_rq *cfs_rq;
11710         int i;
11711
11712         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
11713         if (!tg->cfs_rq)
11714                 goto err;
11715         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
11716         if (!tg->se)
11717                 goto err;
11718
11719         tg->shares = NICE_0_LOAD;
11720
11721         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11722
11723         for_each_possible_cpu(i) {
11724                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
11725                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11726                 if (!cfs_rq)
11727                         goto err;
11728
11729                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity_stats),
11730                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11731                 if (!se)
11732                         goto err_free_rq;
11733
11734                 init_cfs_rq(cfs_rq);
11735                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
11736                 init_entity_runnable_average(se);
11737         }
11738
11739         return 1;
11740
11741 err_free_rq:
11742         kfree(cfs_rq);
11743 err:
11744         return 0;
11745 }
11746
11747 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11748 {
11749         struct sched_entity *se;
11750         struct rq_flags rf;
11751         struct rq *rq;
11752         int i;
11753
11754         for_each_possible_cpu(i) {
11755                 rq = cpu_rq(i);
11756                 se = tg->se[i];
11757                 rq_lock_irq(rq, &rf);
11758                 update_rq_clock(rq);
11759                 attach_entity_cfs_rq(se);
11760                 sync_throttle(tg, i);
11761                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
11762         }
11763 }
11764
11765 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11766 {
11767         unsigned long flags;
11768         struct rq *rq;
11769         int cpu;
11770
11771         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11772
11773         for_each_possible_cpu(cpu) {
11774                 if (tg->se[cpu])
11775                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
11776
11777                 /*
11778                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
11779                  * check on_list without danger of it being re-added.
11780                  */
11781                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
11782                         continue;
11783
11784                 rq = cpu_rq(cpu);
11785
11786                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
11787                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
11788                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
11789         }
11790 }
11791
11792 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
11793                         struct sched_entity *se, int cpu,
11794                         struct sched_entity *parent)
11795 {
11796         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11797
11798         cfs_rq->tg = tg;
11799         cfs_rq->rq = rq;
11800         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
11801
11802         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
11803         tg->se[cpu] = se;
11804
11805         /* se could be NULL for root_task_group */
11806         if (!se)
11807                 return;
11808
11809         if (!parent) {
11810                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
11811                 se->depth = 0;
11812         } else {
11813                 se->cfs_rq = parent->my_q;
11814                 se->depth = parent->depth + 1;
11815         }
11816
11817         se->my_q = cfs_rq;
11818         /* guarantee group entities always have weight */
11819         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
11820         se->parent = parent;
11821 }
11822
11823 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
11824
11825 static int __sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11826 {
11827         int i;
11828
11829         lockdep_assert_held(&shares_mutex);
11830
11831         /*
11832          * We can't change the weight of the root cgroup.
11833          */
11834         if (!tg->se[0])
11835                 return -EINVAL;
11836
11837         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
11838
11839         if (tg->shares == shares)
11840                 return 0;
11841
11842         tg->shares = shares;
11843         for_each_possible_cpu(i) {
11844                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11845                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11846                 struct rq_flags rf;
11847
11848                 /* Propagate contribution to hierarchy */
11849                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11850                 update_rq_clock(rq);
11851                 for_each_sched_entity(se) {
11852                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
11853                         update_cfs_group(se);
11854                 }
11855                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11856         }
11857
11858         return 0;
11859 }
11860
11861 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11862 {
11863         int ret;
11864
11865         mutex_lock(&shares_mutex);
11866         if (tg_is_idle(tg))
11867                 ret = -EINVAL;
11868         else
11869                 ret = __sched_group_set_shares(tg, shares);
11870         mutex_unlock(&shares_mutex);
11871
11872         return ret;
11873 }
11874
11875 int sched_group_set_idle(struct task_group *tg, long idle)
11876 {
11877         int i;
11878
11879         if (tg == &root_task_group)
11880                 return -EINVAL;
11881
11882         if (idle < 0 || idle > 1)
11883                 return -EINVAL;
11884
11885         mutex_lock(&shares_mutex);
11886
11887         if (tg->idle == idle) {
11888                 mutex_unlock(&shares_mutex);
11889                 return 0;
11890         }
11891
11892         tg->idle = idle;
11893
11894         for_each_possible_cpu(i) {
11895                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11896                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11897                 struct cfs_rq *parent_cfs_rq, *grp_cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
11898                 bool was_idle = cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq);
11899                 long idle_task_delta;
11900                 struct rq_flags rf;
11901
11902                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11903
11904                 grp_cfs_rq->idle = idle;
11905                 if (WARN_ON_ONCE(was_idle == cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq)))
11906                         goto next_cpu;
11907
11908                 if (se->on_rq) {
11909                         parent_cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11910                         if (cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq))
11911                                 parent_cfs_rq->idle_nr_running++;
11912                         else
11913                                 parent_cfs_rq->idle_nr_running--;
11914                 }
11915
11916                 idle_task_delta = grp_cfs_rq->h_nr_running -
11917                                   grp_cfs_rq->idle_h_nr_running;
11918                 if (!cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq))
11919                         idle_task_delta *= -1;
11920
11921                 for_each_sched_entity(se) {
11922                         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11923
11924                         if (!se->on_rq)
11925                                 break;
11926
11927                         cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
11928
11929                         /* Already accounted at parent level and above. */
11930                         if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
11931                                 break;
11932                 }
11933
11934 next_cpu:
11935                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11936         }
11937
11938         /* Idle groups have minimum weight. */
11939         if (tg_is_idle(tg))
11940                 __sched_group_set_shares(tg, scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO));
11941         else
11942                 __sched_group_set_shares(tg, NICE_0_LOAD);
11943
11944         mutex_unlock(&shares_mutex);
11945         return 0;
11946 }
11947
11948 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11949
11950 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11951
11952 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11953 {
11954         return 1;
11955 }
11956
11957 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11958
11959 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11960
11961 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11962
11963
11964 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
11965 {
11966         struct sched_entity *se = &task->se;
11967         unsigned int rr_interval = 0;
11968
11969         /*
11970          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
11971          * idle runqueue:
11972          */
11973         if (rq->cfs.load.weight)
11974                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
11975
11976         return rr_interval;
11977 }
11978
11979 /*
11980  * All the scheduling class methods:
11981  */
11982 DEFINE_SCHED_CLASS(fair) = {
11983
11984         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
11985         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
11986         .yield_task             = yield_task_fair,
11987         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
11988
11989         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
11990
11991         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
11992         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
11993         .set_next_task          = set_next_task_fair,
11994
11995 #ifdef CONFIG_SMP
11996         .balance                = balance_fair,
11997         .pick_task              = pick_task_fair,
11998         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
11999         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
12000
12001         .rq_online              = rq_online_fair,
12002         .rq_offline             = rq_offline_fair,
12003
12004         .task_dead              = task_dead_fair,
12005         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
12006 #endif
12007
12008         .task_tick              = task_tick_fair,
12009         .task_fork              = task_fork_fair,
12010
12011         .prio_changed           = prio_changed_fair,
12012         .switched_from          = switched_from_fair,
12013         .switched_to            = switched_to_fair,
12014
12015         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
12016
12017         .update_curr            = update_curr_fair,
12018
12019 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
12020         .task_change_group      = task_change_group_fair,
12021 #endif
12022
12023 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
12024         .uclamp_enabled         = 1,
12025 #endif
12026 };
12027
12028 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
12029 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
12030 {
12031         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
12032
12033         rcu_read_lock();
12034         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
12035                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
12036         rcu_read_unlock();
12037 }
12038
12039 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
12040 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
12041 {
12042         int node;
12043         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
12044         struct numa_group *ng;
12045
12046         rcu_read_lock();
12047         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
12048         for_each_online_node(node) {
12049                 if (p->numa_faults) {
12050                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
12051                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
12052                 }
12053                 if (ng) {
12054                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
12055                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
12056                 }
12057                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
12058         }
12059         rcu_read_unlock();
12060 }
12061 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
12062 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
12063
12064 __init void init_sched_fair_class(void)
12065 {
12066 #ifdef CONFIG_SMP
12067         int i;
12068
12069         for_each_possible_cpu(i) {
12070                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(load_balance_mask, i), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
12071                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(select_rq_mask,    i), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
12072         }
12073
12074         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
12075
12076 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
12077         nohz.next_balance = jiffies;
12078         nohz.next_blocked = jiffies;
12079         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
12080 #endif
12081 #endif /* SMP */
12082
12083 }