mm: replace all open encodings for NUMA_NO_NODE
[platform/kernel/linux-starfive.git] / kernel / sched / fair.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
4  *
5  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
6  *
7  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
8  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
9  *
10  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
11  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
12  *
13  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
14  *  Copyright IBM Corporation, 2007
15  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
16  *
17  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
18  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
19  *
20  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
21  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
22  */
23 #include "sched.h"
24
25 #include <trace/events/sched.h>
26
27 /*
28  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
29  *
30  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
31  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
32  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
33  * based scheduling concepts.
34  *
35  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
36  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
37  *
38  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
39  */
40 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
41 static unsigned int normalized_sysctl_sched_latency     = 6000000ULL;
42
43 /*
44  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
45  *
46  * Options are:
47  *
48  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
49  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
50  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
51  *
52  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
53  */
54 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
55
56 /*
57  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
58  *
59  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
60  */
61 unsigned int sysctl_sched_min_granularity                       = 750000ULL;
62 static unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity     = 750000ULL;
63
64 /*
65  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
66  */
67 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
68
69 /*
70  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
71  * parent will (try to) run first.
72  */
73 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
74
75 /*
76  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
77  *
78  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
79  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
80  * have immediate wakeup/sleep latencies.
81  *
82  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
83  */
84 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity                    = 1000000UL;
85 static unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity  = 1000000UL;
86
87 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
88
89 #ifdef CONFIG_SMP
90 /*
91  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
92  */
93 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
94 {
95         return -cpu;
96 }
97
98 /*
99  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity:
100  * util * margin < capacity * 1024
101  *
102  * (default: ~20%)
103  */
104 static unsigned int capacity_margin                     = 1280;
105 #endif
106
107 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
108 /*
109  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
110  * each time a cfs_rq requests quota.
111  *
112  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
113  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
114  * we will always only issue the remaining available time.
115  *
116  * (default: 5 msec, units: microseconds)
117  */
118 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
119 #endif
120
121 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
122 {
123         lw->weight += inc;
124         lw->inv_weight = 0;
125 }
126
127 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
128 {
129         lw->weight -= dec;
130         lw->inv_weight = 0;
131 }
132
133 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
134 {
135         lw->weight = w;
136         lw->inv_weight = 0;
137 }
138
139 /*
140  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
141  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
142  * to users decreases. But the relationship is not linear,
143  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
144  * number of CPUs.
145  *
146  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
147  */
148 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
149 {
150         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
151         unsigned int factor;
152
153         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
154         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
155                 factor = 1;
156                 break;
157         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
158                 factor = cpus;
159                 break;
160         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
161         default:
162                 factor = 1 + ilog2(cpus);
163                 break;
164         }
165
166         return factor;
167 }
168
169 static void update_sysctl(void)
170 {
171         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
172
173 #define SET_SYSCTL(name) \
174         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
175         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
176         SET_SYSCTL(sched_latency);
177         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
178 #undef SET_SYSCTL
179 }
180
181 void sched_init_granularity(void)
182 {
183         update_sysctl();
184 }
185
186 #define WMULT_CONST     (~0U)
187 #define WMULT_SHIFT     32
188
189 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
190 {
191         unsigned long w;
192
193         if (likely(lw->inv_weight))
194                 return;
195
196         w = scale_load_down(lw->weight);
197
198         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
199                 lw->inv_weight = 1;
200         else if (unlikely(!w))
201                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
202         else
203                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
204 }
205
206 /*
207  * delta_exec * weight / lw.weight
208  *   OR
209  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
210  *
211  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
212  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
213  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
214  *
215  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
216  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
217  */
218 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
219 {
220         u64 fact = scale_load_down(weight);
221         int shift = WMULT_SHIFT;
222
223         __update_inv_weight(lw);
224
225         if (unlikely(fact >> 32)) {
226                 while (fact >> 32) {
227                         fact >>= 1;
228                         shift--;
229                 }
230         }
231
232         /* hint to use a 32x32->64 mul */
233         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
234
235         while (fact >> 32) {
236                 fact >>= 1;
237                 shift--;
238         }
239
240         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
241 }
242
243
244 const struct sched_class fair_sched_class;
245
246 /**************************************************************
247  * CFS operations on generic schedulable entities:
248  */
249
250 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
251
252 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
253 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
254 {
255         return cfs_rq->rq;
256 }
257
258 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
259 {
260         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
261         return container_of(se, struct task_struct, se);
262 }
263
264 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
265 #define for_each_sched_entity(se) \
266                 for (; se; se = se->parent)
267
268 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
269 {
270         return p->se.cfs_rq;
271 }
272
273 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
274 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
275 {
276         return se->cfs_rq;
277 }
278
279 /* runqueue "owned" by this group */
280 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
281 {
282         return grp->my_q;
283 }
284
285 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
286 {
287         if (!cfs_rq->on_list) {
288                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
289                 int cpu = cpu_of(rq);
290                 /*
291                  * Ensure we either appear before our parent (if already
292                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
293                  * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
294                  * reduces this to two cases and a special case for the root
295                  * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
296                  * tmp_alone_branch either when the branch is connected
297                  * to a tree or when we reach the beg of the tree
298                  */
299                 if (cfs_rq->tg->parent &&
300                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
301                         /*
302                          * If parent is already on the list, we add the child
303                          * just before. Thanks to circular linked property of
304                          * the list, this means to put the child at the tail
305                          * of the list that starts by parent.
306                          */
307                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
308                                 &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
309                         /*
310                          * The branch is now connected to its tree so we can
311                          * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
312                          * list.
313                          */
314                         rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
315                 } else if (!cfs_rq->tg->parent) {
316                         /*
317                          * cfs rq without parent should be put
318                          * at the tail of the list.
319                          */
320                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
321                                 &rq->leaf_cfs_rq_list);
322                         /*
323                          * We have reach the beg of a tree so we can reset
324                          * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
325                          */
326                         rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
327                 } else {
328                         /*
329                          * The parent has not already been added so we want to
330                          * make sure that it will be put after us.
331                          * tmp_alone_branch points to the beg of the branch
332                          * where we will add parent.
333                          */
334                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
335                                 rq->tmp_alone_branch);
336                         /*
337                          * update tmp_alone_branch to points to the new beg
338                          * of the branch
339                          */
340                         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
341                 }
342
343                 cfs_rq->on_list = 1;
344         }
345 }
346
347 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
348 {
349         if (cfs_rq->on_list) {
350                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
351                 cfs_rq->on_list = 0;
352         }
353 }
354
355 /* Iterate through all leaf cfs_rq's on a runqueue: */
356 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
357         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
358
359 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
360 static inline struct cfs_rq *
361 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
362 {
363         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
364                 return se->cfs_rq;
365
366         return NULL;
367 }
368
369 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
370 {
371         return se->parent;
372 }
373
374 static void
375 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
376 {
377         int se_depth, pse_depth;
378
379         /*
380          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
381          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
382          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
383          * parent.
384          */
385
386         /* First walk up until both entities are at same depth */
387         se_depth = (*se)->depth;
388         pse_depth = (*pse)->depth;
389
390         while (se_depth > pse_depth) {
391                 se_depth--;
392                 *se = parent_entity(*se);
393         }
394
395         while (pse_depth > se_depth) {
396                 pse_depth--;
397                 *pse = parent_entity(*pse);
398         }
399
400         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
401                 *se = parent_entity(*se);
402                 *pse = parent_entity(*pse);
403         }
404 }
405
406 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
407
408 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
409 {
410         return container_of(se, struct task_struct, se);
411 }
412
413 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
414 {
415         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
416 }
417
418
419 #define for_each_sched_entity(se) \
420                 for (; se; se = NULL)
421
422 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
423 {
424         return &task_rq(p)->cfs;
425 }
426
427 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
428 {
429         struct task_struct *p = task_of(se);
430         struct rq *rq = task_rq(p);
431
432         return &rq->cfs;
433 }
434
435 /* runqueue "owned" by this group */
436 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
437 {
438         return NULL;
439 }
440
441 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
442 {
443 }
444
445 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
446 {
447 }
448
449 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq)        \
450                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
451
452 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
453 {
454         return NULL;
455 }
456
457 static inline void
458 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
459 {
460 }
461
462 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
463
464 static __always_inline
465 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
466
467 /**************************************************************
468  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
469  */
470
471 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
472 {
473         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
474         if (delta > 0)
475                 max_vruntime = vruntime;
476
477         return max_vruntime;
478 }
479
480 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
481 {
482         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
483         if (delta < 0)
484                 min_vruntime = vruntime;
485
486         return min_vruntime;
487 }
488
489 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
490                                 struct sched_entity *b)
491 {
492         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
493 }
494
495 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
496 {
497         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
498         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
499
500         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
501
502         if (curr) {
503                 if (curr->on_rq)
504                         vruntime = curr->vruntime;
505                 else
506                         curr = NULL;
507         }
508
509         if (leftmost) { /* non-empty tree */
510                 struct sched_entity *se;
511                 se = rb_entry(leftmost, struct sched_entity, run_node);
512
513                 if (!curr)
514                         vruntime = se->vruntime;
515                 else
516                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
517         }
518
519         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
520         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
521 #ifndef CONFIG_64BIT
522         smp_wmb();
523         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
524 #endif
525 }
526
527 /*
528  * Enqueue an entity into the rb-tree:
529  */
530 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
531 {
532         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
533         struct rb_node *parent = NULL;
534         struct sched_entity *entry;
535         bool leftmost = true;
536
537         /*
538          * Find the right place in the rbtree:
539          */
540         while (*link) {
541                 parent = *link;
542                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
543                 /*
544                  * We dont care about collisions. Nodes with
545                  * the same key stay together.
546                  */
547                 if (entity_before(se, entry)) {
548                         link = &parent->rb_left;
549                 } else {
550                         link = &parent->rb_right;
551                         leftmost = false;
552                 }
553         }
554
555         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
556         rb_insert_color_cached(&se->run_node,
557                                &cfs_rq->tasks_timeline, leftmost);
558 }
559
560 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
561 {
562         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
563 }
564
565 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
566 {
567         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
568
569         if (!left)
570                 return NULL;
571
572         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
573 }
574
575 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
576 {
577         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
578
579         if (!next)
580                 return NULL;
581
582         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
583 }
584
585 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
586 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
587 {
588         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
589
590         if (!last)
591                 return NULL;
592
593         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
594 }
595
596 /**************************************************************
597  * Scheduling class statistics methods:
598  */
599
600 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
601                 void __user *buffer, size_t *lenp,
602                 loff_t *ppos)
603 {
604         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
605         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
606
607         if (ret || !write)
608                 return ret;
609
610         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
611                                         sysctl_sched_min_granularity);
612
613 #define WRT_SYSCTL(name) \
614         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
615         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
616         WRT_SYSCTL(sched_latency);
617         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
618 #undef WRT_SYSCTL
619
620         return 0;
621 }
622 #endif
623
624 /*
625  * delta /= w
626  */
627 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
628 {
629         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
630                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
631
632         return delta;
633 }
634
635 /*
636  * The idea is to set a period in which each task runs once.
637  *
638  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
639  * this period because otherwise the slices get too small.
640  *
641  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
642  */
643 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
644 {
645         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
646                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
647         else
648                 return sysctl_sched_latency;
649 }
650
651 /*
652  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
653  * proportional to the weight.
654  *
655  * s = p*P[w/rw]
656  */
657 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
658 {
659         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
660
661         for_each_sched_entity(se) {
662                 struct load_weight *load;
663                 struct load_weight lw;
664
665                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
666                 load = &cfs_rq->load;
667
668                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
669                         lw = cfs_rq->load;
670
671                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
672                         load = &lw;
673                 }
674                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
675         }
676         return slice;
677 }
678
679 /*
680  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
681  *
682  * vs = s/w
683  */
684 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
685 {
686         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
687 }
688
689 #ifdef CONFIG_SMP
690 #include "pelt.h"
691 #include "sched-pelt.h"
692
693 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
694 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
695 static unsigned long capacity_of(int cpu);
696
697 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
698 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
699 {
700         struct sched_avg *sa = &se->avg;
701
702         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
703
704         /*
705          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
706          * they get a chance to stabilize to their real load level.
707          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
708          * nothing has been attached to the task group yet.
709          */
710         if (entity_is_task(se))
711                 sa->runnable_load_avg = sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
712
713         se->runnable_weight = se->load.weight;
714
715         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
716 }
717
718 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
719 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
720
721 /*
722  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
723  * based on the cfs_rq's current util_avg:
724  *
725  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
726  *
727  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
728  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
729  * as when the series is a harmonic series.
730  *
731  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
732  * only 1/2 of the left utilization budget:
733  *
734  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
735  *
736  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
737  *
738  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
739  * the beginning would be like:
740  *
741  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
742  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
743  *
744  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
745  * if util_avg > util_avg_cap.
746  */
747 void post_init_entity_util_avg(struct sched_entity *se)
748 {
749         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
750         struct sched_avg *sa = &se->avg;
751         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
752         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
753
754         if (cap > 0) {
755                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
756                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
757                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
758
759                         if (sa->util_avg > cap)
760                                 sa->util_avg = cap;
761                 } else {
762                         sa->util_avg = cap;
763                 }
764         }
765
766         if (entity_is_task(se)) {
767                 struct task_struct *p = task_of(se);
768                 if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
769                         /*
770                          * For !fair tasks do:
771                          *
772                         update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
773                         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
774                         switched_from_fair(rq, p);
775                          *
776                          * such that the next switched_to_fair() has the
777                          * expected state.
778                          */
779                         se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
780                         return;
781                 }
782         }
783
784         attach_entity_cfs_rq(se);
785 }
786
787 #else /* !CONFIG_SMP */
788 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
789 {
790 }
791 void post_init_entity_util_avg(struct sched_entity *se)
792 {
793 }
794 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
795 {
796 }
797 #endif /* CONFIG_SMP */
798
799 /*
800  * Update the current task's runtime statistics.
801  */
802 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
803 {
804         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
805         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
806         u64 delta_exec;
807
808         if (unlikely(!curr))
809                 return;
810
811         delta_exec = now - curr->exec_start;
812         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
813                 return;
814
815         curr->exec_start = now;
816
817         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
818                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
819
820         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
821         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
822
823         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
824         update_min_vruntime(cfs_rq);
825
826         if (entity_is_task(curr)) {
827                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
828
829                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
830                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
831                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
832         }
833
834         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
835 }
836
837 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
838 {
839         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
840 }
841
842 static inline void
843 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
844 {
845         u64 wait_start, prev_wait_start;
846
847         if (!schedstat_enabled())
848                 return;
849
850         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
851         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
852
853         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
854             likely(wait_start > prev_wait_start))
855                 wait_start -= prev_wait_start;
856
857         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
858 }
859
860 static inline void
861 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
862 {
863         struct task_struct *p;
864         u64 delta;
865
866         if (!schedstat_enabled())
867                 return;
868
869         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
870
871         if (entity_is_task(se)) {
872                 p = task_of(se);
873                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
874                         /*
875                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
876                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
877                          * prior to migration.
878                          */
879                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
880                         return;
881                 }
882                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
883         }
884
885         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
886                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
887         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
888         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
889         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
890 }
891
892 static inline void
893 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
894 {
895         struct task_struct *tsk = NULL;
896         u64 sleep_start, block_start;
897
898         if (!schedstat_enabled())
899                 return;
900
901         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
902         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
903
904         if (entity_is_task(se))
905                 tsk = task_of(se);
906
907         if (sleep_start) {
908                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
909
910                 if ((s64)delta < 0)
911                         delta = 0;
912
913                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
914                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
915
916                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
917                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
918
919                 if (tsk) {
920                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
921                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
922                 }
923         }
924         if (block_start) {
925                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
926
927                 if ((s64)delta < 0)
928                         delta = 0;
929
930                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
931                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
932
933                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
934                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
935
936                 if (tsk) {
937                         if (tsk->in_iowait) {
938                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
939                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
940                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
941                         }
942
943                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
944
945                         /*
946                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
947                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
948                          * amount of time that the task spent sleeping:
949                          */
950                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
951                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
952                                                 (void *)get_wchan(tsk),
953                                                 delta >> 20);
954                         }
955                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
956                 }
957         }
958 }
959
960 /*
961  * Task is being enqueued - update stats:
962  */
963 static inline void
964 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
965 {
966         if (!schedstat_enabled())
967                 return;
968
969         /*
970          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
971          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
972          */
973         if (se != cfs_rq->curr)
974                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
975
976         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
977                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
978 }
979
980 static inline void
981 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
982 {
983
984         if (!schedstat_enabled())
985                 return;
986
987         /*
988          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
989          * waiting task:
990          */
991         if (se != cfs_rq->curr)
992                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
993
994         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
995                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
996
997                 if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
998                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
999                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1000                 if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1001                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1002                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1003         }
1004 }
1005
1006 /*
1007  * We are picking a new current task - update its stats:
1008  */
1009 static inline void
1010 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1011 {
1012         /*
1013          * We are starting a new run period:
1014          */
1015         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1016 }
1017
1018 /**************************************************
1019  * Scheduling class queueing methods:
1020  */
1021
1022 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1023 /*
1024  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1025  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1026  * numa_balancing_scan_size.
1027  */
1028 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1029 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1030
1031 /* Portion of address space to scan in MB */
1032 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1033
1034 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1035 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1036
1037 struct numa_group {
1038         atomic_t refcount;
1039
1040         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1041         int nr_tasks;
1042         pid_t gid;
1043         int active_nodes;
1044
1045         struct rcu_head rcu;
1046         unsigned long total_faults;
1047         unsigned long max_faults_cpu;
1048         /*
1049          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1050          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1051          * more by CPU use than by memory faults.
1052          */
1053         unsigned long *faults_cpu;
1054         unsigned long faults[0];
1055 };
1056
1057 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1058 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1059
1060 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1061 {
1062         unsigned long rss = 0;
1063         unsigned long nr_scan_pages;
1064
1065         /*
1066          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1067          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1068          * on resident pages
1069          */
1070         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1071         rss = get_mm_rss(p->mm);
1072         if (!rss)
1073                 rss = nr_scan_pages;
1074
1075         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1076         return rss / nr_scan_pages;
1077 }
1078
1079 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1080 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1081
1082 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1083 {
1084         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1085         unsigned int scan, floor;
1086         unsigned int windows = 1;
1087
1088         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1089                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1090         floor = 1000 / windows;
1091
1092         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1093         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1094 }
1095
1096 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1097 {
1098         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1099         unsigned long period = smin;
1100
1101         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1102         if (p->numa_group) {
1103                 struct numa_group *ng = p->numa_group;
1104                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1105                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1106
1107                 period *= atomic_read(&ng->refcount);
1108                 period *= shared + 1;
1109                 period /= private + shared + 1;
1110         }
1111
1112         return max(smin, period);
1113 }
1114
1115 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1116 {
1117         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1118         unsigned long smax;
1119
1120         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1121         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1122
1123         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1124         if (p->numa_group) {
1125                 struct numa_group *ng = p->numa_group;
1126                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1127                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1128                 unsigned long period = smax;
1129
1130                 period *= atomic_read(&ng->refcount);
1131                 period *= shared + 1;
1132                 period /= private + shared + 1;
1133
1134                 smax = max(smax, period);
1135         }
1136
1137         return max(smin, smax);
1138 }
1139
1140 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
1141 {
1142         int mm_users = 0;
1143         struct mm_struct *mm = p->mm;
1144
1145         if (mm) {
1146                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
1147                 if (mm_users == 1) {
1148                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1149                         mm->numa_scan_seq = 0;
1150                 }
1151         }
1152         p->node_stamp                   = 0;
1153         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
1154         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1155         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
1156         p->numa_faults                  = NULL;
1157         p->numa_group                   = NULL;
1158         p->last_task_numa_placement     = 0;
1159         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
1160
1161         /* New address space, reset the preferred nid */
1162         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
1163                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
1164                 return;
1165         }
1166
1167         /*
1168          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
1169          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
1170          */
1171         if (mm) {
1172                 unsigned int delay;
1173
1174                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
1175                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
1176                 delay += 2 * TICK_NSEC;
1177                 p->node_stamp = delay;
1178         }
1179 }
1180
1181 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1182 {
1183         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1184         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1185 }
1186
1187 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1188 {
1189         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1190         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1191 }
1192
1193 /* Shared or private faults. */
1194 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1195
1196 /* Memory and CPU locality */
1197 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1198
1199 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1200 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1201
1202 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1203 {
1204         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
1205 }
1206
1207 /*
1208  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1209  * occupy the first half of the array. The second half of the
1210  * array is for current counters, which are averaged into the
1211  * first set by task_numa_placement.
1212  */
1213 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1214 {
1215         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1216 }
1217
1218 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1219 {
1220         if (!p->numa_faults)
1221                 return 0;
1222
1223         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1224                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1225 }
1226
1227 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1228 {
1229         if (!p->numa_group)
1230                 return 0;
1231
1232         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1233                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1234 }
1235
1236 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1237 {
1238         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1239                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1240 }
1241
1242 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1243 {
1244         unsigned long faults = 0;
1245         int node;
1246
1247         for_each_online_node(node) {
1248                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1249         }
1250
1251         return faults;
1252 }
1253
1254 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1255 {
1256         unsigned long faults = 0;
1257         int node;
1258
1259         for_each_online_node(node) {
1260                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1261         }
1262
1263         return faults;
1264 }
1265
1266 /*
1267  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1268  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1269  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1270  */
1271 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1272
1273 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1274 {
1275         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1276 }
1277
1278 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1279 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1280                                         int maxdist, bool task)
1281 {
1282         unsigned long score = 0;
1283         int node;
1284
1285         /*
1286          * All nodes are directly connected, and the same distance
1287          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1288          */
1289         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1290                 return 0;
1291
1292         /*
1293          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1294          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1295          */
1296         for_each_online_node(node) {
1297                 unsigned long faults;
1298                 int dist = node_distance(nid, node);
1299
1300                 /*
1301                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1302                  * for placement; nid was already counted.
1303                  */
1304                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1305                         continue;
1306
1307                 /*
1308                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1309                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1310                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1311                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1312                  * of each group. Skip other nodes.
1313                  */
1314                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1315                                         dist >= maxdist)
1316                         continue;
1317
1318                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1319                 if (task)
1320                         faults = task_faults(p, node);
1321                 else
1322                         faults = group_faults(p, node);
1323
1324                 /*
1325                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1326                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1327                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1328                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1329                  * The further away a node is, the less the faults count.
1330                  * This seems to result in good task placement.
1331                  */
1332                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1333                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1334                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1335                 }
1336
1337                 score += faults;
1338         }
1339
1340         return score;
1341 }
1342
1343 /*
1344  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1345  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1346  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1347  * evenly spread out between numa nodes.
1348  */
1349 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1350                                         int dist)
1351 {
1352         unsigned long faults, total_faults;
1353
1354         if (!p->numa_faults)
1355                 return 0;
1356
1357         total_faults = p->total_numa_faults;
1358
1359         if (!total_faults)
1360                 return 0;
1361
1362         faults = task_faults(p, nid);
1363         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1364
1365         return 1000 * faults / total_faults;
1366 }
1367
1368 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1369                                          int dist)
1370 {
1371         unsigned long faults, total_faults;
1372
1373         if (!p->numa_group)
1374                 return 0;
1375
1376         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1377
1378         if (!total_faults)
1379                 return 0;
1380
1381         faults = group_faults(p, nid);
1382         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1383
1384         return 1000 * faults / total_faults;
1385 }
1386
1387 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1388                                 int src_nid, int dst_cpu)
1389 {
1390         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1391         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1392         int last_cpupid, this_cpupid;
1393
1394         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1395         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1396
1397         /*
1398          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1399          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1400          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1401          * executed below.
1402          */
1403         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1404             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1405                 return true;
1406
1407         /*
1408          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1409          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1410          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1411          *
1412          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1413          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1414          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1415          *
1416          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1417          * same result twice in a row, given these samples are fully
1418          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1419          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1420          *
1421          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1422          * act on an unlikely task<->page relation.
1423          */
1424         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1425                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1426                 return false;
1427
1428         /* Always allow migrate on private faults */
1429         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1430                 return true;
1431
1432         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1433         if (!ng)
1434                 return true;
1435
1436         /*
1437          * Destination node is much more heavily used than the source
1438          * node? Allow migration.
1439          */
1440         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1441                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1442                 return true;
1443
1444         /*
1445          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1446          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1447          *
1448          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1449          * --------------- * - > ---------------
1450          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1451          */
1452         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1453                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1454 }
1455
1456 static unsigned long weighted_cpuload(struct rq *rq);
1457 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1458 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1459
1460 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1461 struct numa_stats {
1462         unsigned long load;
1463
1464         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1465         unsigned long compute_capacity;
1466 };
1467
1468 /*
1469  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1470  */
1471 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1472 {
1473         int cpu;
1474
1475         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1476         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1477                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1478
1479                 ns->load += weighted_cpuload(rq);
1480                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1481         }
1482
1483 }
1484
1485 struct task_numa_env {
1486         struct task_struct *p;
1487
1488         int src_cpu, src_nid;
1489         int dst_cpu, dst_nid;
1490
1491         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1492
1493         int imbalance_pct;
1494         int dist;
1495
1496         struct task_struct *best_task;
1497         long best_imp;
1498         int best_cpu;
1499 };
1500
1501 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1502                              struct task_struct *p, long imp)
1503 {
1504         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1505
1506         /* Bail out if run-queue part of active NUMA balance. */
1507         if (xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1508                 return;
1509
1510         /*
1511          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1512          * found a better CPU to move/swap.
1513          */
1514         if (env->best_cpu != -1) {
1515                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1516                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1517         }
1518
1519         if (env->best_task)
1520                 put_task_struct(env->best_task);
1521         if (p)
1522                 get_task_struct(p);
1523
1524         env->best_task = p;
1525         env->best_imp = imp;
1526         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1527 }
1528
1529 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1530                                 struct task_numa_env *env)
1531 {
1532         long imb, old_imb;
1533         long orig_src_load, orig_dst_load;
1534         long src_capacity, dst_capacity;
1535
1536         /*
1537          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1538          *
1539          * src_load        dst_load
1540          * ------------ vs ---------
1541          * src_capacity    dst_capacity
1542          */
1543         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1544         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1545
1546         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1547
1548         orig_src_load = env->src_stats.load;
1549         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1550
1551         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1552
1553         /* Would this change make things worse? */
1554         return (imb > old_imb);
1555 }
1556
1557 /*
1558  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1559  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1560  * Used to deter task migration.
1561  */
1562 #define SMALLIMP        30
1563
1564 /*
1565  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1566  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1567  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1568  * be exchanged with the source task
1569  */
1570 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1571                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1572 {
1573         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1574         struct task_struct *cur;
1575         long src_load, dst_load;
1576         long load;
1577         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1578         long moveimp = imp;
1579         int dist = env->dist;
1580
1581         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1582                 return;
1583
1584         rcu_read_lock();
1585         cur = task_rcu_dereference(&dst_rq->curr);
1586         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1587                 cur = NULL;
1588
1589         /*
1590          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1591          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1592          */
1593         if (cur == env->p)
1594                 goto unlock;
1595
1596         if (!cur) {
1597                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1598                         goto assign;
1599                 else
1600                         goto unlock;
1601         }
1602
1603         /*
1604          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1605          * source and destination node. Calculate the total differential for
1606          * the source task and potential destination task. The more negative
1607          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1608          * be incurred if the tasks were swapped.
1609          */
1610         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1611         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, &cur->cpus_allowed))
1612                 goto unlock;
1613
1614         /*
1615          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1616          * in any group then look only at task weights.
1617          */
1618         if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1619                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1620                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1621                 /*
1622                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1623                  * tasks within a group over tiny differences.
1624                  */
1625                 if (cur->numa_group)
1626                         imp -= imp / 16;
1627         } else {
1628                 /*
1629                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1630                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1631                  */
1632                 if (cur->numa_group && env->p->numa_group)
1633                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1634                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1635                 else
1636                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1637                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1638         }
1639
1640         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1641                 imp = moveimp;
1642                 cur = NULL;
1643                 goto assign;
1644         }
1645
1646         /*
1647          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1648          * task migration might only result in ping pong
1649          * of tasks and also hurt performance due to cache
1650          * misses.
1651          */
1652         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1653                 goto unlock;
1654
1655         /*
1656          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1657          */
1658         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1659         if (!load)
1660                 goto assign;
1661
1662         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1663         src_load = env->src_stats.load - load;
1664
1665         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1666                 goto unlock;
1667
1668 assign:
1669         /*
1670          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1671          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1672          */
1673         if (!cur) {
1674                 /*
1675                  * select_idle_siblings() uses an per-CPU cpumask that
1676                  * can be used from IRQ context.
1677                  */
1678                 local_irq_disable();
1679                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1680                                                    env->dst_cpu);
1681                 local_irq_enable();
1682         }
1683
1684         task_numa_assign(env, cur, imp);
1685 unlock:
1686         rcu_read_unlock();
1687 }
1688
1689 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1690                                 long taskimp, long groupimp)
1691 {
1692         long src_load, dst_load, load;
1693         bool maymove = false;
1694         int cpu;
1695
1696         load = task_h_load(env->p);
1697         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1698         src_load = env->src_stats.load - load;
1699
1700         /*
1701          * If the improvement from just moving env->p direction is better
1702          * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1703          */
1704         maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1705
1706         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1707                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1708                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &env->p->cpus_allowed))
1709                         continue;
1710
1711                 env->dst_cpu = cpu;
1712                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove);
1713         }
1714 }
1715
1716 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1717 {
1718         struct task_numa_env env = {
1719                 .p = p,
1720
1721                 .src_cpu = task_cpu(p),
1722                 .src_nid = task_node(p),
1723
1724                 .imbalance_pct = 112,
1725
1726                 .best_task = NULL,
1727                 .best_imp = 0,
1728                 .best_cpu = -1,
1729         };
1730         struct sched_domain *sd;
1731         struct rq *best_rq;
1732         unsigned long taskweight, groupweight;
1733         int nid, ret, dist;
1734         long taskimp, groupimp;
1735
1736         /*
1737          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1738          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1739          *
1740          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1741          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1742          * to satisfy here.
1743          */
1744         rcu_read_lock();
1745         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1746         if (sd)
1747                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1748         rcu_read_unlock();
1749
1750         /*
1751          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1752          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1753          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1754          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1755          */
1756         if (unlikely(!sd)) {
1757                 sched_setnuma(p, task_node(p));
1758                 return -EINVAL;
1759         }
1760
1761         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1762         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1763         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1764         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1765         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1766         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1767         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1768         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1769
1770         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1771         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1772
1773         /*
1774          * Look at other nodes in these cases:
1775          * - there is no space available on the preferred_nid
1776          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1777          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1778          *   we need to check other locations.
1779          */
1780         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group && p->numa_group->active_nodes > 1)) {
1781                 for_each_online_node(nid) {
1782                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1783                                 continue;
1784
1785                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1786                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1787                                                 dist != env.dist) {
1788                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1789                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1790                         }
1791
1792                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1793                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1794                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1795                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1796                                 continue;
1797
1798                         env.dist = dist;
1799                         env.dst_nid = nid;
1800                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1801                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1802                 }
1803         }
1804
1805         /*
1806          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1807          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1808          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1809          * settle down.
1810          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1811          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1812          */
1813         if (p->numa_group) {
1814                 if (env.best_cpu == -1)
1815                         nid = env.src_nid;
1816                 else
1817                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
1818
1819                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
1820                         sched_setnuma(p, nid);
1821         }
1822
1823         /* No better CPU than the current one was found. */
1824         if (env.best_cpu == -1)
1825                 return -EAGAIN;
1826
1827         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
1828         if (env.best_task == NULL) {
1829                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1830                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1831                 if (ret != 0)
1832                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1833                 return ret;
1834         }
1835
1836         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
1837         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1838
1839         if (ret != 0)
1840                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1841         put_task_struct(env.best_task);
1842         return ret;
1843 }
1844
1845 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1846 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1847 {
1848         unsigned long interval = HZ;
1849
1850         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1851         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
1852                 return;
1853
1854         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1855         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1856         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1857
1858         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1859         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1860                 return;
1861
1862         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1863         task_numa_migrate(p);
1864 }
1865
1866 /*
1867  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
1868  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1869  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1870  * located.
1871  */
1872 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
1873 {
1874         unsigned long faults, max_faults = 0;
1875         int nid, active_nodes = 0;
1876
1877         for_each_online_node(nid) {
1878                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1879                 if (faults > max_faults)
1880                         max_faults = faults;
1881         }
1882
1883         for_each_online_node(nid) {
1884                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1885                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
1886                         active_nodes++;
1887         }
1888
1889         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
1890         numa_group->active_nodes = active_nodes;
1891 }
1892
1893 /*
1894  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1895  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1896  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1897  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1898  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1899  */
1900 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1901 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1902
1903 /*
1904  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1905  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1906  * the page accesses are shared with other processes.
1907  * Otherwise, decrease the scan period.
1908  */
1909 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1910                         unsigned long shared, unsigned long private)
1911 {
1912         unsigned int period_slot;
1913         int lr_ratio, ps_ratio;
1914         int diff;
1915
1916         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1917         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1918
1919         /*
1920          * If there were no record hinting faults then either the task is
1921          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1922          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1923          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1924          * node is overloaded. In either case, scan slower
1925          */
1926         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1927                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1928                         p->numa_scan_period << 1);
1929
1930                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1931                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1932
1933                 return;
1934         }
1935
1936         /*
1937          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1938          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1939          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1940          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1941          */
1942         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1943         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1944         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
1945
1946         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1947                 /*
1948                  * Most memory accesses are local. There is no need to
1949                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
1950                  */
1951                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1952                 if (!slot)
1953                         slot = 1;
1954                 diff = slot * period_slot;
1955         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1956                 /*
1957                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
1958                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
1959                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
1960                  */
1961                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1962                 if (!slot)
1963                         slot = 1;
1964                 diff = slot * period_slot;
1965         } else {
1966                 /*
1967                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
1968                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
1969                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
1970                  */
1971                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
1972                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1973         }
1974
1975         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1976                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1977         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1978 }
1979
1980 /*
1981  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1982  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1983  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1984  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1985  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1986  */
1987 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1988 {
1989         u64 runtime, delta, now;
1990         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1991         now = p->se.exec_start;
1992         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1993
1994         if (p->last_task_numa_placement) {
1995                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1996                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1997         } else {
1998                 delta = p->se.avg.load_sum;
1999                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2000         }
2001
2002         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2003         p->last_task_numa_placement = now;
2004
2005         return delta;
2006 }
2007
2008 /*
2009  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2010  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2011  * otherwise workloads might not converge.
2012  */
2013 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2014 {
2015         nodemask_t nodes;
2016         int dist;
2017
2018         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2019         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2020                 return nid;
2021
2022         /*
2023          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2024          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2025          * both the node itself, and on nearby nodes.
2026          */
2027         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2028                 unsigned long score, max_score = 0;
2029                 int node, max_node = nid;
2030
2031                 dist = sched_max_numa_distance;
2032
2033                 for_each_online_node(node) {
2034                         score = group_weight(p, node, dist);
2035                         if (score > max_score) {
2036                                 max_score = score;
2037                                 max_node = node;
2038                         }
2039                 }
2040                 return max_node;
2041         }
2042
2043         /*
2044          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2045          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2046          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2047          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2048          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2049          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2050          * keep the complexity of the search down.
2051          */
2052         nodes = node_online_map;
2053         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2054                 unsigned long max_faults = 0;
2055                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2056                 int a, b;
2057
2058                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2059                 if (!find_numa_distance(dist))
2060                         continue;
2061
2062                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2063                         unsigned long faults = 0;
2064                         nodemask_t this_group;
2065                         nodes_clear(this_group);
2066
2067                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2068                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2069                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2070                                         faults += group_faults(p, b);
2071                                         node_set(b, this_group);
2072                                         node_clear(b, nodes);
2073                                 }
2074                         }
2075
2076                         /* Remember the top group. */
2077                         if (faults > max_faults) {
2078                                 max_faults = faults;
2079                                 max_group = this_group;
2080                                 /*
2081                                  * subtle: at the smallest distance there is
2082                                  * just one node left in each "group", the
2083                                  * winner is the preferred nid.
2084                                  */
2085                                 nid = a;
2086                         }
2087                 }
2088                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2089                 if (!max_faults)
2090                         break;
2091                 nodes = max_group;
2092         }
2093         return nid;
2094 }
2095
2096 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2097 {
2098         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2099         unsigned long max_faults = 0;
2100         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2101         unsigned long total_faults;
2102         u64 runtime, period;
2103         spinlock_t *group_lock = NULL;
2104
2105         /*
2106          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2107          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2108          * that the field is read in a single access:
2109          */
2110         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2111         if (p->numa_scan_seq == seq)
2112                 return;
2113         p->numa_scan_seq = seq;
2114         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2115
2116         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2117                        p->numa_faults_locality[1];
2118         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2119
2120         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2121         if (p->numa_group) {
2122                 group_lock = &p->numa_group->lock;
2123                 spin_lock_irq(group_lock);
2124         }
2125
2126         /* Find the node with the highest number of faults */
2127         for_each_online_node(nid) {
2128                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2129                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2130                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2131                 int priv;
2132
2133                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2134                         long diff, f_diff, f_weight;
2135
2136                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2137                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2138                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2139                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2140
2141                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2142                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2143                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2144                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2145
2146                         /*
2147                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2148                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2149                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2150                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2151                          * faults are less important.
2152                          */
2153                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2154                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2155                                    (total_faults + 1);
2156                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2157                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2158
2159                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2160                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2161                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2162                         p->total_numa_faults += diff;
2163                         if (p->numa_group) {
2164                                 /*
2165                                  * safe because we can only change our own group
2166                                  *
2167                                  * mem_idx represents the offset for a given
2168                                  * nid and priv in a specific region because it
2169                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2170                                  */
2171                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
2172                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2173                                 p->numa_group->total_faults += diff;
2174                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
2175                         }
2176                 }
2177
2178                 if (!p->numa_group) {
2179                         if (faults > max_faults) {
2180                                 max_faults = faults;
2181                                 max_nid = nid;
2182                         }
2183                 } else if (group_faults > max_faults) {
2184                         max_faults = group_faults;
2185                         max_nid = nid;
2186                 }
2187         }
2188
2189         if (p->numa_group) {
2190                 numa_group_count_active_nodes(p->numa_group);
2191                 spin_unlock_irq(group_lock);
2192                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2193         }
2194
2195         if (max_faults) {
2196                 /* Set the new preferred node */
2197                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2198                         sched_setnuma(p, max_nid);
2199         }
2200
2201         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2202 }
2203
2204 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2205 {
2206         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
2207 }
2208
2209 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2210 {
2211         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
2212                 kfree_rcu(grp, rcu);
2213 }
2214
2215 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2216                         int *priv)
2217 {
2218         struct numa_group *grp, *my_grp;
2219         struct task_struct *tsk;
2220         bool join = false;
2221         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2222         int i;
2223
2224         if (unlikely(!p->numa_group)) {
2225                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2226                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2227
2228                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2229                 if (!grp)
2230                         return;
2231
2232                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
2233                 grp->active_nodes = 1;
2234                 grp->max_faults_cpu = 0;
2235                 spin_lock_init(&grp->lock);
2236                 grp->gid = p->pid;
2237                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2238                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2239                                                 nr_node_ids;
2240
2241                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2242                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2243
2244                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2245
2246                 grp->nr_tasks++;
2247                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2248         }
2249
2250         rcu_read_lock();
2251         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2252
2253         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2254                 goto no_join;
2255
2256         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2257         if (!grp)
2258                 goto no_join;
2259
2260         my_grp = p->numa_group;
2261         if (grp == my_grp)
2262                 goto no_join;
2263
2264         /*
2265          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2266          * the other task will join us.
2267          */
2268         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2269                 goto no_join;
2270
2271         /*
2272          * Tie-break on the grp address.
2273          */
2274         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2275                 goto no_join;
2276
2277         /* Always join threads in the same process. */
2278         if (tsk->mm == current->mm)
2279                 join = true;
2280
2281         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2282         if (flags & TNF_SHARED)
2283                 join = true;
2284
2285         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2286         *priv = !join;
2287
2288         if (join && !get_numa_group(grp))
2289                 goto no_join;
2290
2291         rcu_read_unlock();
2292
2293         if (!join)
2294                 return;
2295
2296         BUG_ON(irqs_disabled());
2297         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2298
2299         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2300                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2301                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2302         }
2303         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2304         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2305
2306         my_grp->nr_tasks--;
2307         grp->nr_tasks++;
2308
2309         spin_unlock(&my_grp->lock);
2310         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2311
2312         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2313
2314         put_numa_group(my_grp);
2315         return;
2316
2317 no_join:
2318         rcu_read_unlock();
2319         return;
2320 }
2321
2322 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2323 {
2324         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2325         void *numa_faults = p->numa_faults;
2326         unsigned long flags;
2327         int i;
2328
2329         if (grp) {
2330                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2331                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2332                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2333                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2334
2335                 grp->nr_tasks--;
2336                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2337                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2338                 put_numa_group(grp);
2339         }
2340
2341         p->numa_faults = NULL;
2342         kfree(numa_faults);
2343 }
2344
2345 /*
2346  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2347  */
2348 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2349 {
2350         struct task_struct *p = current;
2351         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2352         int cpu_node = task_node(current);
2353         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2354         struct numa_group *ng;
2355         int priv;
2356
2357         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2358                 return;
2359
2360         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2361         if (!p->mm)
2362                 return;
2363
2364         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2365         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2366                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2367                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2368
2369                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2370                 if (!p->numa_faults)
2371                         return;
2372
2373                 p->total_numa_faults = 0;
2374                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2375         }
2376
2377         /*
2378          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2379          * to be private if the accessing pid has not changed
2380          */
2381         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2382                 priv = 1;
2383         } else {
2384                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2385                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2386                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2387         }
2388
2389         /*
2390          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2391          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2392          * actively using should be counted as local. This allows the
2393          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2394          */
2395         ng = p->numa_group;
2396         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2397                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2398                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2399                 local = 1;
2400
2401         /*
2402          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2403          * previously failed, or the scheduler moved us.
2404          */
2405         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2406                 task_numa_placement(p);
2407                 numa_migrate_preferred(p);
2408         }
2409
2410         if (migrated)
2411                 p->numa_pages_migrated += pages;
2412         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2413                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2414
2415         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2416         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2417         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2418 }
2419
2420 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2421 {
2422         /*
2423          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2424          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2425          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2426          * much of an issue though, since this is just used for
2427          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2428          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2429          */
2430         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2431         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2432 }
2433
2434 /*
2435  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2436  * Triggered from task_tick_numa().
2437  */
2438 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2439 {
2440         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2441         struct task_struct *p = current;
2442         struct mm_struct *mm = p->mm;
2443         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2444         struct vm_area_struct *vma;
2445         unsigned long start, end;
2446         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2447         long pages, virtpages;
2448
2449         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2450
2451         work->next = work; /* protect against double add */
2452         /*
2453          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2454          *
2455          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2456          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2457          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2458          * work.
2459          */
2460         if (p->flags & PF_EXITING)
2461                 return;
2462
2463         if (!mm->numa_next_scan) {
2464                 mm->numa_next_scan = now +
2465                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2466         }
2467
2468         /*
2469          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2470          */
2471         migrate = mm->numa_next_scan;
2472         if (time_before(now, migrate))
2473                 return;
2474
2475         if (p->numa_scan_period == 0) {
2476                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2477                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2478         }
2479
2480         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2481         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2482                 return;
2483
2484         /*
2485          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2486          * the next time around.
2487          */
2488         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2489
2490         start = mm->numa_scan_offset;
2491         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2492         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2493         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2494         if (!pages)
2495                 return;
2496
2497
2498         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))
2499                 return;
2500         vma = find_vma(mm, start);
2501         if (!vma) {
2502                 reset_ptenuma_scan(p);
2503                 start = 0;
2504                 vma = mm->mmap;
2505         }
2506         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2507                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2508                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2509                         continue;
2510                 }
2511
2512                 /*
2513                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2514                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2515                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2516                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2517                  */
2518                 if (!vma->vm_mm ||
2519                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2520                         continue;
2521
2522                 /*
2523                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2524                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2525                  */
2526                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2527                         continue;
2528
2529                 do {
2530                         start = max(start, vma->vm_start);
2531                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2532                         end = min(end, vma->vm_end);
2533                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2534
2535                         /*
2536                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2537                          * hpages that have at least one present PTE that
2538                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2539                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2540                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2541                          * areas faster.
2542                          */
2543                         if (nr_pte_updates)
2544                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2545                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2546
2547                         start = end;
2548                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2549                                 goto out;
2550
2551                         cond_resched();
2552                 } while (end != vma->vm_end);
2553         }
2554
2555 out:
2556         /*
2557          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2558          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2559          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2560          * scanner to the start so check it now.
2561          */
2562         if (vma)
2563                 mm->numa_scan_offset = start;
2564         else
2565                 reset_ptenuma_scan(p);
2566         up_read(&mm->mmap_sem);
2567
2568         /*
2569          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2570          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2571          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2572          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2573          */
2574         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2575                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2576                 p->node_stamp += 32 * diff;
2577         }
2578 }
2579
2580 /*
2581  * Drive the periodic memory faults..
2582  */
2583 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2584 {
2585         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2586         u64 period, now;
2587
2588         /*
2589          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2590          */
2591         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2592                 return;
2593
2594         /*
2595          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2596          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2597          * task needs to have done some actual work before we bother with
2598          * NUMA placement.
2599          */
2600         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2601         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2602
2603         if (now > curr->node_stamp + period) {
2604                 if (!curr->node_stamp)
2605                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2606                 curr->node_stamp += period;
2607
2608                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2609                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2610                         task_work_add(curr, work, true);
2611                 }
2612         }
2613 }
2614
2615 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2616 {
2617         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2618         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2619
2620         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2621                 return;
2622
2623         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2624                 return;
2625
2626         if (src_nid == dst_nid)
2627                 return;
2628
2629         /*
2630          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2631          * has completed. This is most likely due to a new task that
2632          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2633          */
2634         if (p->numa_scan_seq) {
2635                 /*
2636                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2637                  * node or if the task was not previously running on
2638                  * the preferred node.
2639                  */
2640                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2641                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
2642                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
2643                         return;
2644         }
2645
2646         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2647 }
2648
2649 #else
2650 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2651 {
2652 }
2653
2654 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2655 {
2656 }
2657
2658 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2659 {
2660 }
2661
2662 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2663 {
2664 }
2665
2666 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2667
2668 static void
2669 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2670 {
2671         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2672         if (!parent_entity(se))
2673                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2674 #ifdef CONFIG_SMP
2675         if (entity_is_task(se)) {
2676                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2677
2678                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2679                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2680         }
2681 #endif
2682         cfs_rq->nr_running++;
2683 }
2684
2685 static void
2686 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2687 {
2688         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2689         if (!parent_entity(se))
2690                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2691 #ifdef CONFIG_SMP
2692         if (entity_is_task(se)) {
2693                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2694                 list_del_init(&se->group_node);
2695         }
2696 #endif
2697         cfs_rq->nr_running--;
2698 }
2699
2700 /*
2701  * Signed add and clamp on underflow.
2702  *
2703  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2704  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2705  * values.
2706  */
2707 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
2708         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2709         typeof(_val) val = (_val);                              \
2710         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2711                                                                 \
2712         res = var + val;                                        \
2713                                                                 \
2714         if (val < 0 && res > var)                               \
2715                 res = 0;                                        \
2716                                                                 \
2717         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2718 } while (0)
2719
2720 /*
2721  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2722  *
2723  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2724  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2725  * values.
2726  */
2727 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2728         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2729         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2730         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2731         res = var - val;                                        \
2732         if (res > var)                                          \
2733                 res = 0;                                        \
2734         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2735 } while (0)
2736
2737 /*
2738  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
2739  *
2740  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
2741  * and is thus optimized for local variable updates.
2742  */
2743 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
2744         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2745         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
2746 } while (0)
2747
2748 #ifdef CONFIG_SMP
2749 static inline void
2750 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2751 {
2752         cfs_rq->runnable_weight += se->runnable_weight;
2753
2754         cfs_rq->avg.runnable_load_avg += se->avg.runnable_load_avg;
2755         cfs_rq->avg.runnable_load_sum += se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum;
2756 }
2757
2758 static inline void
2759 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2760 {
2761         cfs_rq->runnable_weight -= se->runnable_weight;
2762
2763         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, se->avg.runnable_load_avg);
2764         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum,
2765                      se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum);
2766 }
2767
2768 static inline void
2769 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2770 {
2771         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2772         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
2773 }
2774
2775 static inline void
2776 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2777 {
2778         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2779         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
2780 }
2781 #else
2782 static inline void
2783 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2784 static inline void
2785 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2786 static inline void
2787 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2788 static inline void
2789 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2790 #endif
2791
2792 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2793                             unsigned long weight, unsigned long runnable)
2794 {
2795         if (se->on_rq) {
2796                 /* commit outstanding execution time */
2797                 if (cfs_rq->curr == se)
2798                         update_curr(cfs_rq);
2799                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2800                 dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2801         }
2802         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
2803
2804         se->runnable_weight = runnable;
2805         update_load_set(&se->load, weight);
2806
2807 #ifdef CONFIG_SMP
2808         do {
2809                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + se->avg.period_contrib;
2810
2811                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
2812                 se->avg.runnable_load_avg =
2813                         div_u64(se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum, divider);
2814         } while (0);
2815 #endif
2816
2817         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
2818         if (se->on_rq) {
2819                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2820                 enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2821         }
2822 }
2823
2824 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
2825 {
2826         struct sched_entity *se = &p->se;
2827         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2828         struct load_weight *load = &se->load;
2829         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
2830
2831         reweight_entity(cfs_rq, se, weight, weight);
2832         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
2833 }
2834
2835 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2836 #ifdef CONFIG_SMP
2837 /*
2838  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
2839  * global sum we all love to hate.
2840  *
2841  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
2842  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
2843  *
2844  *                     tg->weight * grq->load.weight
2845  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
2846  *                        \Sum grq->load.weight
2847  *
2848  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
2849  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
2850  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
2851  *
2852  * So instead of the above, we substitute:
2853  *
2854  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
2855  *
2856  * which yields the following:
2857  *
2858  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
2859  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
2860  *                              tg->load_avg
2861  *
2862  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
2863  *
2864  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
2865  *
2866  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
2867  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
2868  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
2869  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
2870  * yielding bad latency etc..
2871  *
2872  * Now, in that special case (1) reduces to:
2873  *
2874  *                     tg->weight * grq->load.weight
2875  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
2876  *                          grp->load.weight
2877  *
2878  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
2879  *
2880  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
2881  * UP case, like:
2882  *
2883  *   ge->load.weight =
2884  *
2885  *              tg->weight * grq->load.weight
2886  *     ---------------------------------------------------         (5)
2887  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
2888  *
2889  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
2890  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
2891  *
2892  *
2893  *                     tg->weight * grq->load.weight
2894  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
2895  *                              tg_load_avg'
2896  *
2897  * Where:
2898  *
2899  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
2900  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
2901  *
2902  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
2903  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
2904  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
2905  *
2906  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
2907  *
2908  * hence icky!
2909  */
2910 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2911 {
2912         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
2913         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2914
2915         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
2916
2917         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
2918
2919         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2920
2921         /* Ensure tg_weight >= load */
2922         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2923         tg_weight += load;
2924
2925         shares = (tg_shares * load);
2926         if (tg_weight)
2927                 shares /= tg_weight;
2928
2929         /*
2930          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
2931          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
2932          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
2933          * the group on a CPU.
2934          *
2935          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
2936          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
2937          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
2938          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
2939          * instead of 0.
2940          */
2941         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
2942 }
2943
2944 /*
2945  * This calculates the effective runnable weight for a group entity based on
2946  * the group entity weight calculated above.
2947  *
2948  * Because of the above approximation (2), our group entity weight is
2949  * an load_avg based ratio (3). This means that it includes blocked load and
2950  * does not represent the runnable weight.
2951  *
2952  * Approximate the group entity's runnable weight per ratio from the group
2953  * runqueue:
2954  *
2955  *                                           grq->avg.runnable_load_avg
2956  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight * -------------------------- (7)
2957  *                                               grq->avg.load_avg
2958  *
2959  * However, analogous to above, since the avg numbers are slow, this leads to
2960  * transients in the from-idle case. Instead we use:
2961  *
2962  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight *
2963  *
2964  *              max(grq->avg.runnable_load_avg, grq->runnable_weight)
2965  *              -----------------------------------------------------   (8)
2966  *                    max(grq->avg.load_avg, grq->load.weight)
2967  *
2968  * Where these max() serve both to use the 'instant' values to fix the slow
2969  * from-idle and avoid the /0 on to-idle, similar to (6).
2970  */
2971 static long calc_group_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, long shares)
2972 {
2973         long runnable, load_avg;
2974
2975         load_avg = max(cfs_rq->avg.load_avg,
2976                        scale_load_down(cfs_rq->load.weight));
2977
2978         runnable = max(cfs_rq->avg.runnable_load_avg,
2979                        scale_load_down(cfs_rq->runnable_weight));
2980
2981         runnable *= shares;
2982         if (load_avg)
2983                 runnable /= load_avg;
2984
2985         return clamp_t(long, runnable, MIN_SHARES, shares);
2986 }
2987 #endif /* CONFIG_SMP */
2988
2989 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2990
2991 /*
2992  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
2993  * runqueue.
2994  */
2995 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
2996 {
2997         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
2998         long shares, runnable;
2999
3000         if (!gcfs_rq)
3001                 return;
3002
3003         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3004                 return;
3005
3006 #ifndef CONFIG_SMP
3007         runnable = shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3008
3009         if (likely(se->load.weight == shares))
3010                 return;
3011 #else
3012         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3013         runnable = calc_group_runnable(gcfs_rq, shares);
3014 #endif
3015
3016         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares, runnable);
3017 }
3018
3019 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3020 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3021 {
3022 }
3023 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3024
3025 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3026 {
3027         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3028
3029         if (&rq->cfs == cfs_rq || (flags & SCHED_CPUFREQ_MIGRATION)) {
3030                 /*
3031                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3032                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3033                  * a real problem.
3034                  *
3035                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3036                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3037                  * number include things like RT tasks.
3038                  *
3039                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3040                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3041                  *
3042                  * See cpu_util().
3043                  */
3044                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3045         }
3046 }
3047
3048 #ifdef CONFIG_SMP
3049 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3050 /**
3051  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3052  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3053  * @force: update regardless of how small the difference
3054  *
3055  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3056  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3057  * considerations.
3058  *
3059  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3060  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3061  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3062  *
3063  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3064  */
3065 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
3066 {
3067         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3068
3069         /*
3070          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3071          */
3072         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3073                 return;
3074
3075         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3076                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3077                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3078         }
3079 }
3080
3081 /*
3082  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3083  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3084  * including the state of rq->lock, should be made.
3085  */
3086 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3087                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3088 {
3089         u64 p_last_update_time;
3090         u64 n_last_update_time;
3091
3092         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3093                 return;
3094
3095         /*
3096          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3097          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3098          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3099          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3100          * the wakee more load sounds not bad.
3101          */
3102         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3103                 return;
3104
3105 #ifndef CONFIG_64BIT
3106         {
3107                 u64 p_last_update_time_copy;
3108                 u64 n_last_update_time_copy;
3109
3110                 do {
3111                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3112                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3113
3114                         smp_rmb();
3115
3116                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3117                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3118
3119                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3120                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3121         }
3122 #else
3123         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3124         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3125 #endif
3126         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, cpu_of(rq_of(prev)), se);
3127         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3128 }
3129
3130
3131 /*
3132  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3133  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3134  * that for each group:
3135  *
3136  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3137  *
3138  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3139  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3140  *
3141  * Per the above update_tg_cfs_util() is trivial and simply copies the running
3142  * sum over (but still wrong, because the group entity and group rq do not have
3143  * their PELT windows aligned).
3144  *
3145  * However, update_tg_cfs_runnable() is more complex. So we have:
3146  *
3147  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3148  *
3149  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3150  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3151  *
3152  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3153  *
3154  * And per (1) we have:
3155  *
3156  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3157  *
3158  * Which gives:
3159  *
3160  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3161  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3162  *                               grq->load.weight
3163  *
3164  * Except that is wrong!
3165  *
3166  * Because while for entities historical weight is not important and we
3167  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3168  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3169  *
3170  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3171  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3172  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3173  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3174  *
3175  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3176  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3177  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3178  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3179  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3180  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3181  *
3182  * So we'll have to approximate.. :/
3183  *
3184  * Given the constraint:
3185  *
3186  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3187  *
3188  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3189  * overlap.
3190  *
3191  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3192  *
3193  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3194  *
3195  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3196  *
3197  */
3198
3199 static inline void
3200 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3201 {
3202         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3203
3204         /* Nothing to update */
3205         if (!delta)
3206                 return;
3207
3208         /*
3209          * The relation between sum and avg is:
3210          *
3211          *   LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib
3212          *
3213          * however, the PELT windows are not aligned between grq and gse.
3214          */
3215
3216         /* Set new sched_entity's utilization */
3217         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3218         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3219
3220         /* Update parent cfs_rq utilization */
3221         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3222         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3223 }
3224
3225 static inline void
3226 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3227 {
3228         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3229         unsigned long runnable_load_avg, load_avg;
3230         u64 runnable_load_sum, load_sum = 0;
3231         s64 delta_sum;
3232
3233         if (!runnable_sum)
3234                 return;
3235
3236         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3237
3238         if (runnable_sum >= 0) {
3239                 /*
3240                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3241                  * the CPU is saturated running == runnable.
3242                  */
3243                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3244                 runnable_sum = min(runnable_sum, (long)LOAD_AVG_MAX);
3245         } else {
3246                 /*
3247                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3248                  * assuming all tasks are equally runnable.
3249                  */
3250                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3251                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3252                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3253                 }
3254
3255                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3256                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3257         }
3258
3259         /*
3260          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3261          * As running sum is scale with CPU capacity wehreas the runnable sum
3262          * is not we rescale running_sum 1st
3263          */
3264         running_sum = se->avg.util_sum /
3265                 arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
3266         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3267
3268         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3269         load_avg = div_s64(load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3270
3271         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3272         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3273
3274         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3275         se->avg.load_avg = load_avg;
3276         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3277         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3278
3279         runnable_load_sum = (s64)se_runnable(se) * runnable_sum;
3280         runnable_load_avg = div_s64(runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3281         delta_sum = runnable_load_sum - se_weight(se) * se->avg.runnable_load_sum;
3282         delta_avg = runnable_load_avg - se->avg.runnable_load_avg;
3283
3284         se->avg.runnable_load_sum = runnable_sum;
3285         se->avg.runnable_load_avg = runnable_load_avg;
3286
3287         if (se->on_rq) {
3288                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, delta_avg);
3289                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum, delta_sum);
3290         }
3291 }
3292
3293 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3294 {
3295         cfs_rq->propagate = 1;
3296         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3297 }
3298
3299 /* Update task and its cfs_rq load average */
3300 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3301 {
3302         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3303
3304         if (entity_is_task(se))
3305                 return 0;
3306
3307         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3308         if (!gcfs_rq->propagate)
3309                 return 0;
3310
3311         gcfs_rq->propagate = 0;
3312
3313         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3314
3315         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3316
3317         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3318         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3319
3320         return 1;
3321 }
3322
3323 /*
3324  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3325  * group_entity:
3326  */
3327 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3328 {
3329         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3330
3331         /*
3332          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3333          * decay it:
3334          */
3335         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3336                 return false;
3337
3338         /*
3339          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3340          * the utilization of the sched_entity:
3341          */
3342         if (gcfs_rq->propagate)
3343                 return false;
3344
3345         /*
3346          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3347          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3348          * waste of time to try to decay it:
3349          */
3350         return true;
3351 }
3352
3353 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3354
3355 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
3356
3357 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3358 {
3359         return 0;
3360 }
3361
3362 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3363
3364 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3365
3366 /**
3367  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3368  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_task()
3369  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3370  *
3371  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3372  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3373  * post_init_entity_util_avg().
3374  *
3375  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3376  *
3377  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3378  *
3379  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3380  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3381  */
3382 static inline int
3383 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3384 {
3385         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable_sum = 0;
3386         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3387         int decayed = 0;
3388
3389         if (cfs_rq->removed.nr) {
3390                 unsigned long r;
3391                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib;
3392
3393                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3394                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3395                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3396                 swap(cfs_rq->removed.runnable_sum, removed_runnable_sum);
3397                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3398                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3399
3400                 r = removed_load;
3401                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3402                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3403
3404                 r = removed_util;
3405                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3406                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3407
3408                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -(long)removed_runnable_sum);
3409
3410                 decayed = 1;
3411         }
3412
3413         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq);
3414
3415 #ifndef CONFIG_64BIT
3416         smp_wmb();
3417         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3418 #endif
3419
3420         if (decayed)
3421                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3422
3423         return decayed;
3424 }
3425
3426 /**
3427  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3428  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3429  * @se: sched_entity to attach
3430  * @flags: migration hints
3431  *
3432  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3433  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3434  */
3435 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3436 {
3437         u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + cfs_rq->avg.period_contrib;
3438
3439         /*
3440          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3441          * window because without that, really weird and wonderful things can
3442          * happen.
3443          *
3444          * XXX illustrate
3445          */
3446         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3447         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3448
3449         /*
3450          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3451          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3452          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3453          * _sum a little.
3454          */
3455         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3456
3457         se->avg.load_sum = divider;
3458         if (se_weight(se)) {
3459                 se->avg.load_sum =
3460                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3461         }
3462
3463         se->avg.runnable_load_sum = se->avg.load_sum;
3464
3465         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3466         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3467         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3468
3469         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3470
3471         cfs_rq_util_change(cfs_rq, flags);
3472 }
3473
3474 /**
3475  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3476  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3477  * @se: sched_entity to detach
3478  *
3479  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3480  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3481  */
3482 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3483 {
3484         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3485         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3486         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3487
3488         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3489
3490         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3491 }
3492
3493 /*
3494  * Optional action to be done while updating the load average
3495  */
3496 #define UPDATE_TG       0x1
3497 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3498 #define DO_ATTACH       0x4
3499
3500 /* Update task and its cfs_rq load average */
3501 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3502 {
3503         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
3504         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3505         int cpu = cpu_of(rq);
3506         int decayed;
3507
3508         /*
3509          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3510          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3511          */
3512         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3513                 __update_load_avg_se(now, cpu, cfs_rq, se);
3514
3515         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3516         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3517
3518         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3519
3520                 /*
3521                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3522                  * !last_update_time means we've passed through
3523                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3524                  *
3525                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3526                  */
3527                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, SCHED_CPUFREQ_MIGRATION);
3528                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3529
3530         } else if (decayed && (flags & UPDATE_TG))
3531                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3532 }
3533
3534 #ifndef CONFIG_64BIT
3535 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3536 {
3537         u64 last_update_time_copy;
3538         u64 last_update_time;
3539
3540         do {
3541                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3542                 smp_rmb();
3543                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3544         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3545
3546         return last_update_time;
3547 }
3548 #else
3549 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3550 {
3551         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3552 }
3553 #endif
3554
3555 /*
3556  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3557  * the previous rq.
3558  */
3559 void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3560 {
3561         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3562         u64 last_update_time;
3563
3564         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3565         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), se);
3566 }
3567
3568 /*
3569  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3570  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3571  */
3572 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3573 {
3574         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3575         unsigned long flags;
3576
3577         /*
3578          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3579          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3580          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3581          *
3582          * Similarly for groups, they will have passed through
3583          * post_init_entity_util_avg() before unregister_sched_fair_group()
3584          * calls this.
3585          */
3586
3587         sync_entity_load_avg(se);
3588
3589         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3590         ++cfs_rq->removed.nr;
3591         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3592         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3593         cfs_rq->removed.runnable_sum    += se->avg.load_sum; /* == runnable_sum */
3594         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3595 }
3596
3597 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3598 {
3599         return cfs_rq->avg.runnable_load_avg;
3600 }
3601
3602 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3603 {
3604         return cfs_rq->avg.load_avg;
3605 }
3606
3607 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3608
3609 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3610 {
3611         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3612 }
3613
3614 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3615 {
3616         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3617
3618         return (max(ue.ewma, ue.enqueued) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3619 }
3620
3621 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3622 {
3623         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3624 }
3625
3626 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3627                                     struct task_struct *p)
3628 {
3629         unsigned int enqueued;
3630
3631         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3632                 return;
3633
3634         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3635         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3636         enqueued += _task_util_est(p);
3637         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3638 }
3639
3640 /*
3641  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3642  * based on the observation that:
3643  *
3644  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3645  *
3646  * NOTE: this only works when value + maring < INT_MAX.
3647  */
3648 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3649 {
3650         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3651 }
3652
3653 static void
3654 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p, bool task_sleep)
3655 {
3656         long last_ewma_diff;
3657         struct util_est ue;
3658
3659         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3660                 return;
3661
3662         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3663         ue.enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3664         ue.enqueued -= min_t(unsigned int, ue.enqueued, _task_util_est(p));
3665         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, ue.enqueued);
3666
3667         /*
3668          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3669          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3670          */
3671         if (!task_sleep)
3672                 return;
3673
3674         /*
3675          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3676          * skip the util_est update.
3677          */
3678         ue = p->se.avg.util_est;
3679         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3680                 return;
3681
3682         /*
3683          * Skip update of task's estimated utilization when its EWMA is
3684          * already ~1% close to its last activation value.
3685          */
3686         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3687         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
3688         if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)))
3689                 return;
3690
3691         /*
3692          * Update Task's estimated utilization
3693          *
3694          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
3695          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
3696          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
3697          * Weighted Moving Average (EWMA):
3698          *
3699          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
3700          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
3701          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
3702          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
3703          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
3704          *
3705          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
3706          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
3707          */
3708         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3709         ue.ewma  += last_ewma_diff;
3710         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3711         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
3712 }
3713
3714 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
3715 {
3716         return capacity * 1024 > task_util_est(p) * capacity_margin;
3717 }
3718
3719 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
3720 {
3721         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
3722                 return;
3723
3724         if (!p) {
3725                 rq->misfit_task_load = 0;
3726                 return;
3727         }
3728
3729         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
3730                 rq->misfit_task_load = 0;
3731                 return;
3732         }
3733
3734         rq->misfit_task_load = task_h_load(p);
3735 }
3736
3737 #else /* CONFIG_SMP */
3738
3739 #define UPDATE_TG       0x0
3740 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3741 #define DO_ATTACH       0x0
3742
3743 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
3744 {
3745         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3746 }
3747
3748 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3749
3750 static inline void
3751 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags) {}
3752 static inline void
3753 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3754
3755 static inline int idle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
3756 {
3757         return 0;
3758 }
3759
3760 static inline void
3761 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
3762
3763 static inline void
3764 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
3765                  bool task_sleep) {}
3766 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
3767
3768 #endif /* CONFIG_SMP */
3769
3770 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3771 {
3772 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3773         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3774
3775         if (d < 0)
3776                 d = -d;
3777
3778         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3779                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
3780 #endif
3781 }
3782
3783 static void
3784 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3785 {
3786         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3787
3788         /*
3789          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3790          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3791          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3792          * stays open at the end.
3793          */
3794         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3795                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3796
3797         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3798         if (!initial) {
3799                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3800
3801                 /*
3802                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3803                  * for a gentler effect of sleepers:
3804                  */
3805                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3806                         thresh >>= 1;
3807
3808                 vruntime -= thresh;
3809         }
3810
3811         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3812         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3813 }
3814
3815 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3816
3817 static inline void check_schedstat_required(void)
3818 {
3819 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3820         if (schedstat_enabled())
3821                 return;
3822
3823         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
3824         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
3825                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
3826                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
3827                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
3828                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
3829                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
3830                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
3831                              "kernel parameter schedstats=enable or "
3832                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
3833         }
3834 #endif
3835 }
3836
3837
3838 /*
3839  * MIGRATION
3840  *
3841  *      dequeue
3842  *        update_curr()
3843  *          update_min_vruntime()
3844  *        vruntime -= min_vruntime
3845  *
3846  *      enqueue
3847  *        update_curr()
3848  *          update_min_vruntime()
3849  *        vruntime += min_vruntime
3850  *
3851  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
3852  * min_vruntime are up-to-date.
3853  *
3854  * WAKEUP (remote)
3855  *
3856  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
3857  *        vruntime -= min_vruntime
3858  *
3859  *      enqueue
3860  *        update_curr()
3861  *          update_min_vruntime()
3862  *        vruntime += min_vruntime
3863  *
3864  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
3865  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
3866  */
3867
3868 static void
3869 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3870 {
3871         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
3872         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3873
3874         /*
3875          * If we're the current task, we must renormalise before calling
3876          * update_curr().
3877          */
3878         if (renorm && curr)
3879                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3880
3881         update_curr(cfs_rq);
3882
3883         /*
3884          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
3885          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
3886          * placed in the past could significantly boost this task to the
3887          * fairness detriment of existing tasks.
3888          */
3889         if (renorm && !curr)
3890                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3891
3892         /*
3893          * When enqueuing a sched_entity, we must:
3894          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3895          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
3896          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
3897          *     its group cfs_rq
3898          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
3899          */
3900         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
3901         update_cfs_group(se);
3902         enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
3903         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3904
3905         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
3906                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3907
3908         check_schedstat_required();
3909         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
3910         check_spread(cfs_rq, se);
3911         if (!curr)
3912                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3913         se->on_rq = 1;
3914
3915         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3916                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3917                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3918         }
3919 }
3920
3921 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3922 {
3923         for_each_sched_entity(se) {
3924                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3925                 if (cfs_rq->last != se)
3926                         break;
3927
3928                 cfs_rq->last = NULL;
3929         }
3930 }
3931
3932 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3933 {
3934         for_each_sched_entity(se) {
3935                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3936                 if (cfs_rq->next != se)
3937                         break;
3938
3939                 cfs_rq->next = NULL;
3940         }
3941 }
3942
3943 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3944 {
3945         for_each_sched_entity(se) {
3946                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3947                 if (cfs_rq->skip != se)
3948                         break;
3949
3950                 cfs_rq->skip = NULL;
3951         }
3952 }
3953
3954 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3955 {
3956         if (cfs_rq->last == se)
3957                 __clear_buddies_last(se);
3958
3959         if (cfs_rq->next == se)
3960                 __clear_buddies_next(se);
3961
3962         if (cfs_rq->skip == se)
3963                 __clear_buddies_skip(se);
3964 }
3965
3966 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3967
3968 static void
3969 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3970 {
3971         /*
3972          * Update run-time statistics of the 'current'.
3973          */
3974         update_curr(cfs_rq);
3975
3976         /*
3977          * When dequeuing a sched_entity, we must:
3978          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3979          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
3980          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
3981          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
3982          *     of its group cfs_rq.
3983          */
3984         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
3985         dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
3986
3987         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
3988
3989         clear_buddies(cfs_rq, se);
3990
3991         if (se != cfs_rq->curr)
3992                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3993         se->on_rq = 0;
3994         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3995
3996         /*
3997          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
3998          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
3999          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4000          * can move min_vruntime forward still more.
4001          */
4002         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4003                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4004
4005         /* return excess runtime on last dequeue */
4006         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4007
4008         update_cfs_group(se);
4009
4010         /*
4011          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4012          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4013          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4014          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4015          */
4016         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4017                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4018 }
4019
4020 /*
4021  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4022  */
4023 static void
4024 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4025 {
4026         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4027         struct sched_entity *se;
4028         s64 delta;
4029
4030         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4031         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4032         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4033                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4034                 /*
4035                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4036                  * re-elected due to buddy favours.
4037                  */
4038                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4039                 return;
4040         }
4041
4042         /*
4043          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4044          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4045          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4046          */
4047         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4048                 return;
4049
4050         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4051         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4052
4053         if (delta < 0)
4054                 return;
4055
4056         if (delta > ideal_runtime)
4057                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4058 }
4059
4060 static void
4061 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4062 {
4063         /* 'current' is not kept within the tree. */
4064         if (se->on_rq) {
4065                 /*
4066                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4067                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4068                  * runqueue.
4069                  */
4070                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4071                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4072                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4073         }
4074
4075         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4076         cfs_rq->curr = se;
4077
4078         /*
4079          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4080          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4081          * when there are only lesser-weight tasks around):
4082          */
4083         if (schedstat_enabled() && rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
4084                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4085                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4086                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4087         }
4088
4089         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4090 }
4091
4092 static int
4093 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4094
4095 /*
4096  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4097  * 1) keep things fair between processes/task groups
4098  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4099  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4100  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4101  */
4102 static struct sched_entity *
4103 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4104 {
4105         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4106         struct sched_entity *se;
4107
4108         /*
4109          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4110          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4111          */
4112         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4113                 left = curr;
4114
4115         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4116
4117         /*
4118          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4119          * be done without getting too unfair.
4120          */
4121         if (cfs_rq->skip == se) {
4122                 struct sched_entity *second;
4123
4124                 if (se == curr) {
4125                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4126                 } else {
4127                         second = __pick_next_entity(se);
4128                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4129                                 second = curr;
4130                 }
4131
4132                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4133                         se = second;
4134         }
4135
4136         /*
4137          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4138          */
4139         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
4140                 se = cfs_rq->last;
4141
4142         /*
4143          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4144          */
4145         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
4146                 se = cfs_rq->next;
4147
4148         clear_buddies(cfs_rq, se);
4149
4150         return se;
4151 }
4152
4153 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4154
4155 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4156 {
4157         /*
4158          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4159          * was not called and update_curr() has to be done:
4160          */
4161         if (prev->on_rq)
4162                 update_curr(cfs_rq);
4163
4164         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4165         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4166
4167         check_spread(cfs_rq, prev);
4168
4169         if (prev->on_rq) {
4170                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4171                 /* Put 'current' back into the tree. */
4172                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4173                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4174                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4175         }
4176         cfs_rq->curr = NULL;
4177 }
4178
4179 static void
4180 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4181 {
4182         /*
4183          * Update run-time statistics of the 'current'.
4184          */
4185         update_curr(cfs_rq);
4186
4187         /*
4188          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4189          */
4190         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4191         update_cfs_group(curr);
4192
4193 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4194         /*
4195          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4196          * validating it and just reschedule.
4197          */
4198         if (queued) {
4199                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4200                 return;
4201         }
4202         /*
4203          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4204          */
4205         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4206                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4207                 return;
4208 #endif
4209
4210         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4211                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4212 }
4213
4214
4215 /**************************************************
4216  * CFS bandwidth control machinery
4217  */
4218
4219 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4220
4221 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4222 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4223
4224 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4225 {
4226         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4227 }
4228
4229 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4230 {
4231         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4232 }
4233
4234 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4235 {
4236         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4237 }
4238 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4239 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4240 {
4241         return true;
4242 }
4243
4244 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4245 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4246 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4247
4248 /*
4249  * default period for cfs group bandwidth.
4250  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4251  */
4252 static inline u64 default_cfs_period(void)
4253 {
4254         return 100000000ULL;
4255 }
4256
4257 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4258 {
4259         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4260 }
4261
4262 /*
4263  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
4264  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
4265  * additional synchronization around rq->lock.
4266  *
4267  * requires cfs_b->lock
4268  */
4269 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4270 {
4271         u64 now;
4272
4273         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4274                 return;
4275
4276         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
4277         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4278         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
4279         cfs_b->expires_seq++;
4280 }
4281
4282 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4283 {
4284         return &tg->cfs_bandwidth;
4285 }
4286
4287 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
4288 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4289 {
4290         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
4291                 return cfs_rq->throttled_clock_task - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4292
4293         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4294 }
4295
4296 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4297 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4298 {
4299         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
4300         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
4301         u64 amount = 0, min_amount, expires;
4302         int expires_seq;
4303
4304         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4305         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
4306
4307         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4308         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4309                 amount = min_amount;
4310         else {
4311                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4312
4313                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4314                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4315                         cfs_b->runtime -= amount;
4316                         cfs_b->idle = 0;
4317                 }
4318         }
4319         expires_seq = cfs_b->expires_seq;
4320         expires = cfs_b->runtime_expires;
4321         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4322
4323         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4324         /*
4325          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
4326          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
4327          * issued.
4328          */
4329         if (cfs_rq->expires_seq != expires_seq) {
4330                 cfs_rq->expires_seq = expires_seq;
4331                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4332         }
4333
4334         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4335 }
4336
4337 /*
4338  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
4339  * fact that rq->clock snapshots this value.
4340  */
4341 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4342 {
4343         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4344
4345         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
4346         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
4347                 return;
4348
4349         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
4350                 return;
4351
4352         /*
4353          * If the local deadline has passed we have to consider the
4354          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
4355          * has not truly expired.
4356          *
4357          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
4358          * whether the global deadline(cfs_b->expires_seq) has advanced.
4359          */
4360         if (cfs_rq->expires_seq == cfs_b->expires_seq) {
4361                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
4362                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
4363         } else {
4364                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
4365                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
4366         }
4367 }
4368
4369 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4370 {
4371         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4372         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4373         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4374
4375         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4376                 return;
4377
4378         /*
4379          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4380          * hierarchy can be throttled
4381          */
4382         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4383                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4384 }
4385
4386 static __always_inline
4387 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4388 {
4389         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4390                 return;
4391
4392         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4393 }
4394
4395 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4396 {
4397         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4398 }
4399
4400 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4401 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4402 {
4403         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4404 }
4405
4406 /*
4407  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4408  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4409  * load-balance operations.
4410  */
4411 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4412                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4413 {
4414         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4415
4416         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4417         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4418
4419         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4420                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4421 }
4422
4423 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4424 {
4425         struct rq *rq = data;
4426         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4427
4428         cfs_rq->throttle_count--;
4429         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4430                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
4431                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4432                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4433         }
4434
4435         return 0;
4436 }
4437
4438 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4439 {
4440         struct rq *rq = data;
4441         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4442
4443         /* group is entering throttled state, stop time */
4444         if (!cfs_rq->throttle_count)
4445                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4446         cfs_rq->throttle_count++;
4447
4448         return 0;
4449 }
4450
4451 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4452 {
4453         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4454         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4455         struct sched_entity *se;
4456         long task_delta, dequeue = 1;
4457         bool empty;
4458
4459         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4460
4461         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4462         rcu_read_lock();
4463         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4464         rcu_read_unlock();
4465
4466         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4467         for_each_sched_entity(se) {
4468                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4469                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4470                 if (!se->on_rq)
4471                         break;
4472
4473                 if (dequeue)
4474                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4475                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4476
4477                 if (qcfs_rq->load.weight)
4478                         dequeue = 0;
4479         }
4480
4481         if (!se)
4482                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4483
4484         cfs_rq->throttled = 1;
4485         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4486         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4487         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4488
4489         /*
4490          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
4491          * distribute_cfs_runtime will not see us. If disribute_cfs_runtime is
4492          * not running add to the tail so that later runqueues don't get starved.
4493          */
4494         if (cfs_b->distribute_running)
4495                 list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4496         else
4497                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4498
4499         /*
4500          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
4501          * timer is running.
4502          */
4503         if (empty)
4504                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4505
4506         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4507 }
4508
4509 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4510 {
4511         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4512         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4513         struct sched_entity *se;
4514         int enqueue = 1;
4515         long task_delta;
4516
4517         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4518
4519         cfs_rq->throttled = 0;
4520
4521         update_rq_clock(rq);
4522
4523         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4524         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4525         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4526         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4527
4528         /* update hierarchical throttle state */
4529         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4530
4531         if (!cfs_rq->load.weight)
4532                 return;
4533
4534         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4535         for_each_sched_entity(se) {
4536                 if (se->on_rq)
4537                         enqueue = 0;
4538
4539                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4540                 if (enqueue)
4541                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4542                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4543
4544                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4545                         break;
4546         }
4547
4548         if (!se)
4549                 add_nr_running(rq, task_delta);
4550
4551         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4552         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4553                 resched_curr(rq);
4554 }
4555
4556 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4557                 u64 remaining, u64 expires)
4558 {
4559         struct cfs_rq *cfs_rq;
4560         u64 runtime;
4561         u64 starting_runtime = remaining;
4562
4563         rcu_read_lock();
4564         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4565                                 throttled_list) {
4566                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4567                 struct rq_flags rf;
4568
4569                 rq_lock(rq, &rf);
4570                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4571                         goto next;
4572
4573                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4574                 if (runtime > remaining)
4575                         runtime = remaining;
4576                 remaining -= runtime;
4577
4578                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4579                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4580
4581                 /* we check whether we're throttled above */
4582                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4583                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4584
4585 next:
4586                 rq_unlock(rq, &rf);
4587
4588                 if (!remaining)
4589                         break;
4590         }
4591         rcu_read_unlock();
4592
4593         return starting_runtime - remaining;
4594 }
4595
4596 /*
4597  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4598  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4599  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4600  * used to track this state.
4601  */
4602 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
4603 {
4604         u64 runtime, runtime_expires;
4605         int throttled;
4606
4607         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4608         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4609                 goto out_deactivate;
4610
4611         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4612         cfs_b->nr_periods += overrun;
4613
4614         /*
4615          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4616          * we're going inactive then everything else can be deferred
4617          */
4618         if (cfs_b->idle && !throttled)
4619                 goto out_deactivate;
4620
4621         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4622
4623         if (!throttled) {
4624                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4625                 cfs_b->idle = 1;
4626                 return 0;
4627         }
4628
4629         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4630         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4631
4632         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
4633
4634         /*
4635          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4636          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4637          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4638          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4639          * only by limited amounts in that extreme case.
4640          */
4641         while (throttled && cfs_b->runtime > 0 && !cfs_b->distribute_running) {
4642                 runtime = cfs_b->runtime;
4643                 cfs_b->distribute_running = 1;
4644                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4645                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4646                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
4647                                                  runtime_expires);
4648                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4649
4650                 cfs_b->distribute_running = 0;
4651                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4652
4653                 lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4654         }
4655
4656         /*
4657          * While we are ensured activity in the period following an
4658          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4659          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4660          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4661          */
4662         cfs_b->idle = 0;
4663
4664         return 0;
4665
4666 out_deactivate:
4667         return 1;
4668 }
4669
4670 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4671 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4672 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4673 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4674 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4675 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4676
4677 /*
4678  * Are we near the end of the current quota period?
4679  *
4680  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4681  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4682  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4683  */
4684 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4685 {
4686         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4687         u64 remaining;
4688
4689         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4690         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4691                 return 1;
4692
4693         /* is a quota refresh about to occur? */
4694         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4695         if (remaining < min_expire)
4696                 return 1;
4697
4698         return 0;
4699 }
4700
4701 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4702 {
4703         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4704
4705         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4706         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4707                 return;
4708
4709         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4710                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4711                         HRTIMER_MODE_REL);
4712 }
4713
4714 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4715 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4716 {
4717         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4718         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4719
4720         if (slack_runtime <= 0)
4721                 return;
4722
4723         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4724         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
4725             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
4726                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4727
4728                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4729                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4730                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4731                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4732         }
4733         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4734
4735         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4736         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4737 }
4738
4739 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4740 {
4741         if (!cfs_bandwidth_used())
4742                 return;
4743
4744         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4745                 return;
4746
4747         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4748 }
4749
4750 /*
4751  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4752  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4753  */
4754 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4755 {
4756         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4757         u64 expires;
4758
4759         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4760         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4761         if (cfs_b->distribute_running) {
4762                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4763                 return;
4764         }
4765
4766         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4767                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4768                 return;
4769         }
4770
4771         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4772                 runtime = cfs_b->runtime;
4773
4774         expires = cfs_b->runtime_expires;
4775         if (runtime)
4776                 cfs_b->distribute_running = 1;
4777
4778         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4779
4780         if (!runtime)
4781                 return;
4782
4783         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
4784
4785         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4786         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
4787                 lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4788         cfs_b->distribute_running = 0;
4789         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4790 }
4791
4792 /*
4793  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4794  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4795  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4796  */
4797 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4798 {
4799         if (!cfs_bandwidth_used())
4800                 return;
4801
4802         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4803         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4804                 return;
4805
4806         /* ensure the group is not already throttled */
4807         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4808                 return;
4809
4810         /* update runtime allocation */
4811         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4812         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4813                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4814 }
4815
4816 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
4817 {
4818         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
4819
4820         if (!cfs_bandwidth_used())
4821                 return;
4822
4823         if (!tg->parent)
4824                 return;
4825
4826         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4827         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
4828
4829         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4830         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
4831 }
4832
4833 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4834 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4835 {
4836         if (!cfs_bandwidth_used())
4837                 return false;
4838
4839         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4840                 return false;
4841
4842         /*
4843          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4844          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4845          */
4846         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4847                 return true;
4848
4849         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4850         return true;
4851 }
4852
4853 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4854 {
4855         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4856                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4857
4858         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4859
4860         return HRTIMER_NORESTART;
4861 }
4862
4863 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4864 {
4865         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4866                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4867         int overrun;
4868         int idle = 0;
4869
4870         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4871         for (;;) {
4872                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4873                 if (!overrun)
4874                         break;
4875
4876                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4877         }
4878         if (idle)
4879                 cfs_b->period_active = 0;
4880         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4881
4882         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4883 }
4884
4885 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4886 {
4887         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4888         cfs_b->runtime = 0;
4889         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4890         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4891
4892         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4893         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4894         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4895         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4896         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4897         cfs_b->distribute_running = 0;
4898 }
4899
4900 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4901 {
4902         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4903         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4904 }
4905
4906 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4907 {
4908         u64 overrun;
4909
4910         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4911
4912         if (cfs_b->period_active)
4913                 return;
4914
4915         cfs_b->period_active = 1;
4916         overrun = hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4917         cfs_b->runtime_expires += (overrun + 1) * ktime_to_ns(cfs_b->period);
4918         cfs_b->expires_seq++;
4919         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4920 }
4921
4922 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4923 {
4924         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4925         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4926                 return;
4927
4928         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4929         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4930 }
4931
4932 /*
4933  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
4934  *
4935  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
4936  * bits doesn't do much.
4937  */
4938
4939 /* cpu online calback */
4940 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4941 {
4942         struct task_group *tg;
4943
4944         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4945
4946         rcu_read_lock();
4947         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
4948                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
4949                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4950
4951                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4952                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4953                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4954         }
4955         rcu_read_unlock();
4956 }
4957
4958 /* cpu offline callback */
4959 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4960 {
4961         struct task_group *tg;
4962
4963         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4964
4965         rcu_read_lock();
4966         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
4967                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4968
4969                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4970                         continue;
4971
4972                 /*
4973                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4974                  * there's some valid quota amount
4975                  */
4976                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4977                 /*
4978                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
4979                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4980                  */
4981                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4982
4983                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4984                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4985         }
4986         rcu_read_unlock();
4987 }
4988
4989 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4990 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4991 {
4992         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4993 }
4994
4995 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4996 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4997 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4998 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
4999 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5000
5001 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5002 {
5003         return 0;
5004 }
5005
5006 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5007 {
5008         return 0;
5009 }
5010
5011 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5012                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5013 {
5014         return 0;
5015 }
5016
5017 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5018
5019 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5020 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5021 #endif
5022
5023 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5024 {
5025         return NULL;
5026 }
5027 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5028 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5029 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5030
5031 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5032
5033 /**************************************************
5034  * CFS operations on tasks:
5035  */
5036
5037 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5038 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5039 {
5040         struct sched_entity *se = &p->se;
5041         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5042
5043         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5044
5045         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5046                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5047                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5048                 s64 delta = slice - ran;
5049
5050                 if (delta < 0) {
5051                         if (rq->curr == p)
5052                                 resched_curr(rq);
5053                         return;
5054                 }
5055                 hrtick_start(rq, delta);
5056         }
5057 }
5058
5059 /*
5060  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5061  * current task is from our class and nr_running is low enough
5062  * to matter.
5063  */
5064 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5065 {
5066         struct task_struct *curr = rq->curr;
5067
5068         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5069                 return;
5070
5071         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5072                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5073 }
5074 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5075 static inline void
5076 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5077 {
5078 }
5079
5080 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5081 {
5082 }
5083 #endif
5084
5085 #ifdef CONFIG_SMP
5086 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5087 static unsigned long capacity_of(int cpu);
5088
5089 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5090 {
5091         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5092 }
5093
5094 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5095 {
5096         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu))
5097                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5098 }
5099 #else
5100 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5101 #endif
5102
5103 /*
5104  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5105  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5106  * then put the task into the rbtree:
5107  */
5108 static void
5109 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5110 {
5111         struct cfs_rq *cfs_rq;
5112         struct sched_entity *se = &p->se;
5113
5114         /*
5115          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5116          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5117          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5118          * estimated utilization, before we update schedutil.
5119          */
5120         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5121
5122         /*
5123          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5124          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5125          * passed.
5126          */
5127         if (p->in_iowait)
5128                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5129
5130         for_each_sched_entity(se) {
5131                 if (se->on_rq)
5132                         break;
5133                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5134                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5135
5136                 /*
5137                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5138                  *
5139                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5140                  * post the final h_nr_running increment below.
5141                  */
5142                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5143                         break;
5144                 cfs_rq->h_nr_running++;
5145
5146                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5147         }
5148
5149         for_each_sched_entity(se) {
5150                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5151                 cfs_rq->h_nr_running++;
5152
5153                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5154                         break;
5155
5156                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5157                 update_cfs_group(se);
5158         }
5159
5160         if (!se) {
5161                 add_nr_running(rq, 1);
5162                 /*
5163                  * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5164                  * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5165                  * ability to cross the overutilized threshold, which will
5166                  * result in the load balancer ruining all the task placement
5167                  * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5168                  * for the first enqueue operation of new tasks during the
5169                  * overutilized flag detection.
5170                  *
5171                  * A better way of solving this problem would be to wait for
5172                  * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5173                  * into account, but that is not straightforward to implement,
5174                  * and the following generally works well enough in practice.
5175                  */
5176                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
5177                         update_overutilized_status(rq);
5178
5179         }
5180
5181         hrtick_update(rq);
5182 }
5183
5184 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5185
5186 /*
5187  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5188  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5189  * update the fair scheduling stats:
5190  */
5191 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5192 {
5193         struct cfs_rq *cfs_rq;
5194         struct sched_entity *se = &p->se;
5195         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5196
5197         for_each_sched_entity(se) {
5198                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5199                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5200
5201                 /*
5202                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5203                  *
5204                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5205                  * post the final h_nr_running decrement below.
5206                 */
5207                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5208                         break;
5209                 cfs_rq->h_nr_running--;
5210
5211                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5212                 if (cfs_rq->load.weight) {
5213                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5214                         se = parent_entity(se);
5215                         /*
5216                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5217                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5218                          */
5219                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5220                                 set_next_buddy(se);
5221                         break;
5222                 }
5223                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5224         }
5225
5226         for_each_sched_entity(se) {
5227                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5228                 cfs_rq->h_nr_running--;
5229
5230                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5231                         break;
5232
5233                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5234                 update_cfs_group(se);
5235         }
5236
5237         if (!se)
5238                 sub_nr_running(rq, 1);
5239
5240         util_est_dequeue(&rq->cfs, p, task_sleep);
5241         hrtick_update(rq);
5242 }
5243
5244 #ifdef CONFIG_SMP
5245
5246 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5247 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5248 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5249
5250 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5251 /*
5252  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
5253  */
5254
5255 /*
5256  * The exact cpuload calculated at every tick would be:
5257  *
5258  *   load' = (1 - 1/2^i) * load + (1/2^i) * cur_load
5259  *
5260  * If a CPU misses updates for n ticks (as it was idle) and update gets
5261  * called on the n+1-th tick when CPU may be busy, then we have:
5262  *
5263  *   load_n   = (1 - 1/2^i)^n * load_0
5264  *   load_n+1 = (1 - 1/2^i)   * load_n + (1/2^i) * cur_load
5265  *
5266  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
5267  *
5268  *   load' = (1 - 1/2^i)^n * load
5269  *
5270  * Because x^(n+m) := x^n * x^m we can decompose any x^n in power-of-2 factors.
5271  * This allows us to precompute the above in said factors, thereby allowing the
5272  * reduction of an arbitrary n in O(log_2 n) steps. (See also
5273  * fixed_power_int())
5274  *
5275  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
5276  */
5277 #define DEGRADE_SHIFT           7
5278
5279 static const u8 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
5280 static const u8 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
5281         {   0,   0,  0,  0,  0,  0, 0, 0 },
5282         {  64,  32,  8,  0,  0,  0, 0, 0 },
5283         {  96,  72, 40, 12,  1,  0, 0, 0 },
5284         { 112,  98, 75, 43, 15,  1, 0, 0 },
5285         { 120, 112, 98, 76, 45, 16, 2, 0 }
5286 };
5287
5288 /*
5289  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
5290  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
5291  * adding any new load.
5292  */
5293 static unsigned long
5294 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
5295 {
5296         int j = 0;
5297
5298         if (!missed_updates)
5299                 return load;
5300
5301         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
5302                 return 0;
5303
5304         if (idx == 1)
5305                 return load >> missed_updates;
5306
5307         while (missed_updates) {
5308                 if (missed_updates % 2)
5309                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
5310
5311                 missed_updates >>= 1;
5312                 j++;
5313         }
5314         return load;
5315 }
5316
5317 static struct {
5318         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5319         atomic_t nr_cpus;
5320         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5321         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5322         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5323 } nohz ____cacheline_aligned;
5324
5325 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5326
5327 /**
5328  * __cpu_load_update - update the rq->cpu_load[] statistics
5329  * @this_rq: The rq to update statistics for
5330  * @this_load: The current load
5331  * @pending_updates: The number of missed updates
5332  *
5333  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
5334  * scheduler tick (TICK_NSEC).
5335  *
5336  * This function computes a decaying average:
5337  *
5338  *   load[i]' = (1 - 1/2^i) * load[i] + (1/2^i) * load
5339  *
5340  * Because of NOHZ it might not get called on every tick which gives need for
5341  * the @pending_updates argument.
5342  *
5343  *   load[i]_n = (1 - 1/2^i) * load[i]_n-1 + (1/2^i) * load_n-1
5344  *             = A * load[i]_n-1 + B ; A := (1 - 1/2^i), B := (1/2^i) * load
5345  *             = A * (A * load[i]_n-2 + B) + B
5346  *             = A * (A * (A * load[i]_n-3 + B) + B) + B
5347  *             = A^3 * load[i]_n-3 + (A^2 + A + 1) * B
5348  *             = A^n * load[i]_0 + (A^(n-1) + A^(n-2) + ... + 1) * B
5349  *             = A^n * load[i]_0 + ((1 - A^n) / (1 - A)) * B
5350  *             = (1 - 1/2^i)^n * (load[i]_0 - load) + load
5351  *
5352  * In the above we've assumed load_n := load, which is true for NOHZ_FULL as
5353  * any change in load would have resulted in the tick being turned back on.
5354  *
5355  * For regular NOHZ, this reduces to:
5356  *
5357  *   load[i]_n = (1 - 1/2^i)^n * load[i]_0
5358  *
5359  * see decay_load_misses(). For NOHZ_FULL we get to subtract and add the extra
5360  * term.
5361  */
5362 static void cpu_load_update(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
5363                             unsigned long pending_updates)
5364 {
5365         unsigned long __maybe_unused tickless_load = this_rq->cpu_load[0];
5366         int i, scale;
5367
5368         this_rq->nr_load_updates++;
5369
5370         /* Update our load: */
5371         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
5372         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
5373                 unsigned long old_load, new_load;
5374
5375                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
5376
5377                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
5378 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5379                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
5380                 if (tickless_load) {
5381                         old_load -= decay_load_missed(tickless_load, pending_updates - 1, i);
5382                         /*
5383                          * old_load can never be a negative value because a
5384                          * decayed tickless_load cannot be greater than the
5385                          * original tickless_load.
5386                          */
5387                         old_load += tickless_load;
5388                 }
5389 #endif
5390                 new_load = this_load;
5391                 /*
5392                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
5393                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
5394                  * example.
5395                  */
5396                 if (new_load > old_load)
5397                         new_load += scale - 1;
5398
5399                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
5400         }
5401 }
5402
5403 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
5404 static unsigned long weighted_cpuload(struct rq *rq)
5405 {
5406         return cfs_rq_runnable_load_avg(&rq->cfs);
5407 }
5408
5409 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5410 /*
5411  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
5412  * CPU doing the jiffies update might drift wrt the CPU doing the jiffy reading
5413  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
5414  *
5415  * Therefore we need to avoid the delta approach from the regular tick when
5416  * possible since that would seriously skew the load calculation. This is why we
5417  * use cpu_load_update_periodic() for CPUs out of nohz. However we'll rely on
5418  * jiffies deltas for updates happening while in nohz mode (idle ticks, idle
5419  * loop exit, nohz_idle_balance, nohz full exit...)
5420  *
5421  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
5422  */
5423
5424 static void cpu_load_update_nohz(struct rq *this_rq,
5425                                  unsigned long curr_jiffies,
5426                                  unsigned long load)
5427 {
5428         unsigned long pending_updates;
5429
5430         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
5431         if (pending_updates) {
5432                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
5433                 /*
5434                  * In the regular NOHZ case, we were idle, this means load 0.
5435                  * In the NOHZ_FULL case, we were non-idle, we should consider
5436                  * its weighted load.
5437                  */
5438                 cpu_load_update(this_rq, load, pending_updates);
5439         }
5440 }
5441
5442 /*
5443  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
5444  * idle balance.
5445  */
5446 static void cpu_load_update_idle(struct rq *this_rq)
5447 {
5448         /*
5449          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
5450          */
5451         if (weighted_cpuload(this_rq))
5452                 return;
5453
5454         cpu_load_update_nohz(this_rq, READ_ONCE(jiffies), 0);
5455 }
5456
5457 /*
5458  * Record CPU load on nohz entry so we know the tickless load to account
5459  * on nohz exit. cpu_load[0] happens then to be updated more frequently
5460  * than other cpu_load[idx] but it should be fine as cpu_load readers
5461  * shouldn't rely into synchronized cpu_load[*] updates.
5462  */
5463 void cpu_load_update_nohz_start(void)
5464 {
5465         struct rq *this_rq = this_rq();
5466
5467         /*
5468          * This is all lockless but should be fine. If weighted_cpuload changes
5469          * concurrently we'll exit nohz. And cpu_load write can race with
5470          * cpu_load_update_idle() but both updater would be writing the same.
5471          */
5472         this_rq->cpu_load[0] = weighted_cpuload(this_rq);
5473 }
5474
5475 /*
5476  * Account the tickless load in the end of a nohz frame.
5477  */
5478 void cpu_load_update_nohz_stop(void)
5479 {
5480         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
5481         struct rq *this_rq = this_rq();
5482         unsigned long load;
5483         struct rq_flags rf;
5484
5485         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
5486                 return;
5487
5488         load = weighted_cpuload(this_rq);
5489         rq_lock(this_rq, &rf);
5490         update_rq_clock(this_rq);
5491         cpu_load_update_nohz(this_rq, curr_jiffies, load);
5492         rq_unlock(this_rq, &rf);
5493 }
5494 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5495 static inline void cpu_load_update_nohz(struct rq *this_rq,
5496                                         unsigned long curr_jiffies,
5497                                         unsigned long load) { }
5498 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5499
5500 static void cpu_load_update_periodic(struct rq *this_rq, unsigned long load)
5501 {
5502 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5503         /* See the mess around cpu_load_update_nohz(). */
5504         this_rq->last_load_update_tick = READ_ONCE(jiffies);
5505 #endif
5506         cpu_load_update(this_rq, load, 1);
5507 }
5508
5509 /*
5510  * Called from scheduler_tick()
5511  */
5512 void cpu_load_update_active(struct rq *this_rq)
5513 {
5514         unsigned long load = weighted_cpuload(this_rq);
5515
5516         if (tick_nohz_tick_stopped())
5517                 cpu_load_update_nohz(this_rq, READ_ONCE(jiffies), load);
5518         else
5519                 cpu_load_update_periodic(this_rq, load);
5520 }
5521
5522 /*
5523  * Return a low guess at the load of a migration-source CPU weighted
5524  * according to the scheduling class and "nice" value.
5525  *
5526  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
5527  * balance conservatively.
5528  */
5529 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
5530 {
5531         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5532         unsigned long total = weighted_cpuload(rq);
5533
5534         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5535                 return total;
5536
5537         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
5538 }
5539
5540 /*
5541  * Return a high guess at the load of a migration-target CPU weighted
5542  * according to the scheduling class and "nice" value.
5543  */
5544 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
5545 {
5546         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5547         unsigned long total = weighted_cpuload(rq);
5548
5549         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5550                 return total;
5551
5552         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
5553 }
5554
5555 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5556 {
5557         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5558 }
5559
5560 static unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
5561 {
5562         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
5563 }
5564
5565 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
5566 {
5567         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5568         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
5569         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(rq);
5570
5571         if (nr_running)
5572                 return load_avg / nr_running;
5573
5574         return 0;
5575 }
5576
5577 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5578 {
5579         /*
5580          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5581          * jiffy will not have built up many flips.
5582          */
5583         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5584                 current->wakee_flips >>= 1;
5585                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5586         }
5587
5588         if (current->last_wakee != p) {
5589                 current->last_wakee = p;
5590                 current->wakee_flips++;
5591         }
5592 }
5593
5594 /*
5595  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5596  *
5597  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5598  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5599  *
5600  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5601  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5602  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5603  *
5604  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5605  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5606  *
5607  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5608  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5609  * socket size.
5610  */
5611 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5612 {
5613         unsigned int master = current->wakee_flips;
5614         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5615         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5616
5617         if (master < slave)
5618                 swap(master, slave);
5619         if (slave < factor || master < slave * factor)
5620                 return 0;
5621         return 1;
5622 }
5623
5624 /*
5625  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5626  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5627  * CPU.
5628  *
5629  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5630  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5631  *
5632  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5633  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5634  *                        for the overloaded case.
5635  */
5636 static int
5637 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5638 {
5639         /*
5640          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5641          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5642          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5643          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5644          *
5645          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5646          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5647          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5648          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5649          * on one CPU.
5650          */
5651         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5652                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5653
5654         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5655                 return this_cpu;
5656
5657         return nr_cpumask_bits;
5658 }
5659
5660 static int
5661 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5662                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5663 {
5664         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5665         unsigned long task_load;
5666
5667         this_eff_load = target_load(this_cpu, sd->wake_idx);
5668
5669         if (sync) {
5670                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5671
5672                 if (current_load > this_eff_load)
5673                         return this_cpu;
5674
5675                 this_eff_load -= current_load;
5676         }
5677
5678         task_load = task_h_load(p);
5679
5680         this_eff_load += task_load;
5681         if (sched_feat(WA_BIAS))
5682                 this_eff_load *= 100;
5683         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5684
5685         prev_eff_load = source_load(prev_cpu, sd->wake_idx);
5686         prev_eff_load -= task_load;
5687         if (sched_feat(WA_BIAS))
5688                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5689         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5690
5691         /*
5692          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5693          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5694          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5695          * idle.
5696          */
5697         if (sync)
5698                 prev_eff_load += 1;
5699
5700         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5701 }
5702
5703 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5704                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5705 {
5706         int target = nr_cpumask_bits;
5707
5708         if (sched_feat(WA_IDLE))
5709                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5710
5711         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5712                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5713
5714         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5715         if (target == nr_cpumask_bits)
5716                 return prev_cpu;
5717
5718         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5719         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5720         return target;
5721 }
5722
5723 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p);
5724
5725 static unsigned long capacity_spare_without(int cpu, struct task_struct *p)
5726 {
5727         return max_t(long, capacity_of(cpu) - cpu_util_without(cpu, p), 0);
5728 }
5729
5730 /*
5731  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5732  * domain.
5733  *
5734  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
5735  */
5736 static struct sched_group *
5737 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5738                   int this_cpu, int sd_flag)
5739 {
5740         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5741         struct sched_group *most_spare_sg = NULL;
5742         unsigned long min_runnable_load = ULONG_MAX;
5743         unsigned long this_runnable_load = ULONG_MAX;
5744         unsigned long min_avg_load = ULONG_MAX, this_avg_load = ULONG_MAX;
5745         unsigned long most_spare = 0, this_spare = 0;
5746         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5747         int imbalance_scale = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5748         unsigned long imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
5749                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
5750
5751         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5752                 load_idx = sd->wake_idx;
5753
5754         do {
5755                 unsigned long load, avg_load, runnable_load;
5756                 unsigned long spare_cap, max_spare_cap;
5757                 int local_group;
5758                 int i;
5759
5760                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5761                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
5762                                         &p->cpus_allowed))
5763                         continue;
5764
5765                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5766                                                sched_group_span(group));
5767
5768                 /*
5769                  * Tally up the load of all CPUs in the group and find
5770                  * the group containing the CPU with most spare capacity.
5771                  */
5772                 avg_load = 0;
5773                 runnable_load = 0;
5774                 max_spare_cap = 0;
5775
5776                 for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
5777                         /* Bias balancing toward CPUs of our domain */
5778                         if (local_group)
5779                                 load = source_load(i, load_idx);
5780                         else
5781                                 load = target_load(i, load_idx);
5782
5783                         runnable_load += load;
5784
5785                         avg_load += cfs_rq_load_avg(&cpu_rq(i)->cfs);
5786
5787                         spare_cap = capacity_spare_without(i, p);
5788
5789                         if (spare_cap > max_spare_cap)
5790                                 max_spare_cap = spare_cap;
5791                 }
5792
5793                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5794                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5795                                         group->sgc->capacity;
5796                 runnable_load = (runnable_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5797                                         group->sgc->capacity;
5798
5799                 if (local_group) {
5800                         this_runnable_load = runnable_load;
5801                         this_avg_load = avg_load;
5802                         this_spare = max_spare_cap;
5803                 } else {
5804                         if (min_runnable_load > (runnable_load + imbalance)) {
5805                                 /*
5806                                  * The runnable load is significantly smaller
5807                                  * so we can pick this new CPU:
5808                                  */
5809                                 min_runnable_load = runnable_load;
5810                                 min_avg_load = avg_load;
5811                                 idlest = group;
5812                         } else if ((runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5813                                    (100*min_avg_load > imbalance_scale*avg_load)) {
5814                                 /*
5815                                  * The runnable loads are close so take the
5816                                  * blocked load into account through avg_load:
5817                                  */
5818                                 min_avg_load = avg_load;
5819                                 idlest = group;
5820                         }
5821
5822                         if (most_spare < max_spare_cap) {
5823                                 most_spare = max_spare_cap;
5824                                 most_spare_sg = group;
5825                         }
5826                 }
5827         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5828
5829         /*
5830          * The cross-over point between using spare capacity or least load
5831          * is too conservative for high utilization tasks on partially
5832          * utilized systems if we require spare_capacity > task_util(p),
5833          * so we allow for some task stuffing by using
5834          * spare_capacity > task_util(p)/2.
5835          *
5836          * Spare capacity can't be used for fork because the utilization has
5837          * not been set yet, we must first select a rq to compute the initial
5838          * utilization.
5839          */
5840         if (sd_flag & SD_BALANCE_FORK)
5841                 goto skip_spare;
5842
5843         if (this_spare > task_util(p) / 2 &&
5844             imbalance_scale*this_spare > 100*most_spare)
5845                 return NULL;
5846
5847         if (most_spare > task_util(p) / 2)
5848                 return most_spare_sg;
5849
5850 skip_spare:
5851         if (!idlest)
5852                 return NULL;
5853
5854         /*
5855          * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for the
5856          * local domain to be very lightly loaded relative to the remote
5857          * domains but "imbalance" skews the comparison making remote CPUs
5858          * look much more favourable. When considering cross-domain, add
5859          * imbalance to the runnable load on the remote node and consider
5860          * staying local.
5861          */
5862         if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
5863             min_runnable_load + imbalance >= this_runnable_load)
5864                 return NULL;
5865
5866         if (min_runnable_load > (this_runnable_load + imbalance))
5867                 return NULL;
5868
5869         if ((this_runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5870              (100*this_avg_load < imbalance_scale*min_avg_load))
5871                 return NULL;
5872
5873         return idlest;
5874 }
5875
5876 /*
5877  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5878  */
5879 static int
5880 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5881 {
5882         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5883         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5884         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5885         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5886         int shallowest_idle_cpu = -1;
5887         int i;
5888
5889         /* Check if we have any choice: */
5890         if (group->group_weight == 1)
5891                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5892
5893         /* Traverse only the allowed CPUs */
5894         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), &p->cpus_allowed) {
5895                 if (available_idle_cpu(i)) {
5896                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5897                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5898                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5899                                 /*
5900                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5901                                  * has the smallest exit latency irrespective
5902                                  * of any idle timestamp.
5903                                  */
5904                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5905                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5906                                 shallowest_idle_cpu = i;
5907                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5908                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5909                                 /*
5910                                  * If equal or no active idle state, then
5911                                  * the most recently idled CPU might have
5912                                  * a warmer cache.
5913                                  */
5914                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5915                                 shallowest_idle_cpu = i;
5916                         }
5917                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5918                         load = weighted_cpuload(cpu_rq(i));
5919                         if (load < min_load) {
5920                                 min_load = load;
5921                                 least_loaded_cpu = i;
5922                         }
5923                 }
5924         }
5925
5926         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5927 }
5928
5929 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5930                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5931 {
5932         int new_cpu = cpu;
5933
5934         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed))
5935                 return prev_cpu;
5936
5937         /*
5938          * We need task's util for capacity_spare_without, sync it up to
5939          * prev_cpu's last_update_time.
5940          */
5941         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5942                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5943
5944         while (sd) {
5945                 struct sched_group *group;
5946                 struct sched_domain *tmp;
5947                 int weight;
5948
5949                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5950                         sd = sd->child;
5951                         continue;
5952                 }
5953
5954                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5955                 if (!group) {
5956                         sd = sd->child;
5957                         continue;
5958                 }
5959
5960                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
5961                 if (new_cpu == cpu) {
5962                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
5963                         sd = sd->child;
5964                         continue;
5965                 }
5966
5967                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
5968                 cpu = new_cpu;
5969                 weight = sd->span_weight;
5970                 sd = NULL;
5971                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5972                         if (weight <= tmp->span_weight)
5973                                 break;
5974                         if (tmp->flags & sd_flag)
5975                                 sd = tmp;
5976                 }
5977         }
5978
5979         return new_cpu;
5980 }
5981
5982 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5983 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5984 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
5985
5986 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
5987 {
5988         struct sched_domain_shared *sds;
5989
5990         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5991         if (sds)
5992                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
5993 }
5994
5995 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
5996 {
5997         struct sched_domain_shared *sds;
5998
5999         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6000         if (sds)
6001                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
6002
6003         return def;
6004 }
6005
6006 /*
6007  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
6008  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
6009  *
6010  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
6011  * state should be fairly cheap.
6012  */
6013 void __update_idle_core(struct rq *rq)
6014 {
6015         int core = cpu_of(rq);
6016         int cpu;
6017
6018         rcu_read_lock();
6019         if (test_idle_cores(core, true))
6020                 goto unlock;
6021
6022         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6023                 if (cpu == core)
6024                         continue;
6025
6026                 if (!available_idle_cpu(cpu))
6027                         goto unlock;
6028         }
6029
6030         set_idle_cores(core, 1);
6031 unlock:
6032         rcu_read_unlock();
6033 }
6034
6035 /*
6036  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
6037  * there are no idle cores left in the system; tracked through
6038  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
6039  */
6040 static int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6041 {
6042         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6043         int core, cpu;
6044
6045         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6046                 return -1;
6047
6048         if (!test_idle_cores(target, false))
6049                 return -1;
6050
6051         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed);
6052
6053         for_each_cpu_wrap(core, cpus, target) {
6054                 bool idle = true;
6055
6056                 for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6057                         cpumask_clear_cpu(cpu, cpus);
6058                         if (!available_idle_cpu(cpu))
6059                                 idle = false;
6060                 }
6061
6062                 if (idle)
6063                         return core;
6064         }
6065
6066         /*
6067          * Failed to find an idle core; stop looking for one.
6068          */
6069         set_idle_cores(target, 0);
6070
6071         return -1;
6072 }
6073
6074 /*
6075  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
6076  */
6077 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6078 {
6079         int cpu;
6080
6081         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6082                 return -1;
6083
6084         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
6085                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
6086                         continue;
6087                 if (available_idle_cpu(cpu))
6088                         return cpu;
6089         }
6090
6091         return -1;
6092 }
6093
6094 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
6095
6096 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6097 {
6098         return -1;
6099 }
6100
6101 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6102 {
6103         return -1;
6104 }
6105
6106 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
6107
6108 /*
6109  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
6110  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
6111  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
6112  */
6113 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6114 {
6115         struct sched_domain *this_sd;
6116         u64 avg_cost, avg_idle;
6117         u64 time, cost;
6118         s64 delta;
6119         int cpu, nr = INT_MAX;
6120
6121         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
6122         if (!this_sd)
6123                 return -1;
6124
6125         /*
6126          * Due to large variance we need a large fuzz factor; hackbench in
6127          * particularly is sensitive here.
6128          */
6129         avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
6130         avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6131
6132         if (sched_feat(SIS_AVG_CPU) && avg_idle < avg_cost)
6133                 return -1;
6134
6135         if (sched_feat(SIS_PROP)) {
6136                 u64 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6137                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6138                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6139                 else
6140                         nr = 4;
6141         }
6142
6143         time = local_clock();
6144
6145         for_each_cpu_wrap(cpu, sched_domain_span(sd), target) {
6146                 if (!--nr)
6147                         return -1;
6148                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
6149                         continue;
6150                 if (available_idle_cpu(cpu))
6151                         break;
6152         }
6153
6154         time = local_clock() - time;
6155         cost = this_sd->avg_scan_cost;
6156         delta = (s64)(time - cost) / 8;
6157         this_sd->avg_scan_cost += delta;
6158
6159         return cpu;
6160 }
6161
6162 /*
6163  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6164  */
6165 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6166 {
6167         struct sched_domain *sd;
6168         int i, recent_used_cpu;
6169
6170         if (available_idle_cpu(target))
6171                 return target;
6172
6173         /*
6174          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6175          */
6176         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) && available_idle_cpu(prev))
6177                 return prev;
6178
6179         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6180         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6181         if (recent_used_cpu != prev &&
6182             recent_used_cpu != target &&
6183             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6184             available_idle_cpu(recent_used_cpu) &&
6185             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, &p->cpus_allowed)) {
6186                 /*
6187                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6188                  * candidate for the next wake:
6189                  */
6190                 p->recent_used_cpu = prev;
6191                 return recent_used_cpu;
6192         }
6193
6194         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6195         if (!sd)
6196                 return target;
6197
6198         i = select_idle_core(p, sd, target);
6199         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6200                 return i;
6201
6202         i = select_idle_cpu(p, sd, target);
6203         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6204                 return i;
6205
6206         i = select_idle_smt(p, sd, target);
6207         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6208                 return i;
6209
6210         return target;
6211 }
6212
6213 /**
6214  * Amount of capacity of a CPU that is (estimated to be) used by CFS tasks
6215  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6216  *
6217  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6218  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6219  * (ie cpu_capacity).
6220  *
6221  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6222  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6223  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6224  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6225  * (arch_scale_freq_capacity()).
6226  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6227  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6228  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6229  *
6230  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6231  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6232  * currently RUNNABLE on that CPU.
6233  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6234  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6235  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6236  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6237  *
6238  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6239  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6240  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6241  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6242  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6243  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6244  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6245  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6246  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6247  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6248  *
6249  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6250  */
6251 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6252 {
6253         struct cfs_rq *cfs_rq;
6254         unsigned int util;
6255
6256         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6257         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6258
6259         if (sched_feat(UTIL_EST))
6260                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6261
6262         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6263 }
6264
6265 /*
6266  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6267  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6268  * @p: the task which utilization should be discounted
6269  *
6270  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6271  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6272  * execution on that CPU.
6273  *
6274  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6275  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6276  * contributing to the CPU utilization.
6277  */
6278 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6279 {
6280         struct cfs_rq *cfs_rq;
6281         unsigned int util;
6282
6283         /* Task has no contribution or is new */
6284         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6285                 return cpu_util(cpu);
6286
6287         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6288         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6289
6290         /* Discount task's util from CPU's util */
6291         lsub_positive(&util, task_util(p));
6292
6293         /*
6294          * Covered cases:
6295          *
6296          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6297          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6298          *    and thus we return:
6299          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6300          *
6301          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6302          *    IDLE, then:
6303          *      cpu_util >= task_util
6304          *      cpu_util > util_est (== 0)
6305          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6306          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6307          *
6308          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6309          *      util_est > cpu_util
6310          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6311          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6312          *    considering the expected utilization of tasks already
6313          *    runnable on that CPU.
6314          *
6315          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6316          * covered by the following code when estimated utilization is
6317          * enabled.
6318          */
6319         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6320                 unsigned int estimated =
6321                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6322
6323                 /*
6324                  * Despite the following checks we still have a small window
6325                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6326                  * races with LB's detach_task():
6327                  *
6328                  *   detach_task()
6329                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6330                  *     ---------------------------------- A
6331                  *     deactivate_task()                   \
6332                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6333                  *         util_est_dequeue()              /
6334                  *     ---------------------------------- B
6335                  *
6336                  * The additional check on "current == p" it's required to
6337                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6338                  * reducing the chances for the above race.
6339                  */
6340                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6341                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6342
6343                 util = max(util, estimated);
6344         }
6345
6346         /*
6347          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6348          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6349          * the cpu_util call.
6350          */
6351         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6352 }
6353
6354 /*
6355  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
6356  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
6357  *
6358  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
6359  * BALANCE_WAKE sort things out.
6360  */
6361 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
6362 {
6363         long min_cap, max_cap;
6364
6365         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6366                 return 0;
6367
6368         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
6369         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
6370
6371         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
6372         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
6373                 return 0;
6374
6375         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
6376         sync_entity_load_avg(&p->se);
6377
6378         return !task_fits_capacity(p, min_cap);
6379 }
6380
6381 /*
6382  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6383  * to @dst_cpu.
6384  */
6385 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6386 {
6387         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6388         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6389
6390         /*
6391          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6392          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6393          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6394          * util_avg should already be correct.
6395          */
6396         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6397                 sub_positive(&util, task_util(p));
6398         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6399                 util += task_util(p);
6400
6401         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6402                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6403
6404                 /*
6405                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6406                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6407                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6408                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6409                  */
6410                 if (dst_cpu == cpu)
6411                         util_est += _task_util_est(p);
6412
6413                 util = max(util, util_est);
6414         }
6415
6416         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6417 }
6418
6419 /*
6420  * compute_energy(): Estimates the energy that would be consumed if @p was
6421  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6422  * landscape of the * CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6423  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6424  * task.
6425  */
6426 static long
6427 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6428 {
6429         long util, max_util, sum_util, energy = 0;
6430         int cpu;
6431
6432         for (; pd; pd = pd->next) {
6433                 max_util = sum_util = 0;
6434                 /*
6435                  * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by
6436                  * CPUs of another rd if they belong to the same performance
6437                  * domain. So, account for the utilization of these CPUs too
6438                  * by masking pd with cpu_online_mask instead of the rd span.
6439                  *
6440                  * If an entire performance domain is outside of the current rd,
6441                  * it will not appear in its pd list and will not be accounted
6442                  * by compute_energy().
6443                  */
6444                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), cpu_online_mask) {
6445                         util = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6446                         util = schedutil_energy_util(cpu, util);
6447                         max_util = max(util, max_util);
6448                         sum_util += util;
6449                 }
6450
6451                 energy += em_pd_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util);
6452         }
6453
6454         return energy;
6455 }
6456
6457 /*
6458  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6459  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6460  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6461  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6462  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6463  *
6464  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6465  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6466  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6467  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6468  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6469  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6470  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6471  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6472  * the best candidates of the performance domain.
6473  *
6474  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6475  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6476  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6477  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6478  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6479  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6480  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6481  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6482  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6483  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6484  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6485  *
6486  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6487  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6488  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6489  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6490  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6491  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6492  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6493  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6494  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6495  */
6496
6497 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6498 {
6499         unsigned long prev_energy = ULONG_MAX, best_energy = ULONG_MAX;
6500         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6501         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu;
6502         struct perf_domain *head, *pd;
6503         unsigned long cpu_cap, util;
6504         struct sched_domain *sd;
6505
6506         rcu_read_lock();
6507         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6508         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6509                 goto fail;
6510         head = pd;
6511
6512         /*
6513          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6514          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6515          */
6516         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6517         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6518                 sd = sd->parent;
6519         if (!sd)
6520                 goto fail;
6521
6522         sync_entity_load_avg(&p->se);
6523         if (!task_util_est(p))
6524                 goto unlock;
6525
6526         for (; pd; pd = pd->next) {
6527                 unsigned long cur_energy, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6528                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6529
6530                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6531                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
6532                                 continue;
6533
6534                         /* Skip CPUs that will be overutilized. */
6535                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6536                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6537                         if (cpu_cap * 1024 < util * capacity_margin)
6538                                 continue;
6539
6540                         /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6541                         if (cpu == prev_cpu) {
6542                                 prev_energy = compute_energy(p, prev_cpu, head);
6543                                 best_energy = min(best_energy, prev_energy);
6544                                 continue;
6545                         }
6546
6547                         /*
6548                          * Find the CPU with the maximum spare capacity in
6549                          * the performance domain
6550                          */
6551                         spare_cap = cpu_cap - util;
6552                         if (spare_cap > max_spare_cap) {
6553                                 max_spare_cap = spare_cap;
6554                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6555                         }
6556                 }
6557
6558                 /* Evaluate the energy impact of using this CPU. */
6559                 if (max_spare_cap_cpu >= 0) {
6560                         cur_energy = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, head);
6561                         if (cur_energy < best_energy) {
6562                                 best_energy = cur_energy;
6563                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6564                         }
6565                 }
6566         }
6567 unlock:
6568         rcu_read_unlock();
6569
6570         /*
6571          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6572          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6573          */
6574         if (prev_energy == ULONG_MAX)
6575                 return best_energy_cpu;
6576
6577         if ((prev_energy - best_energy) > (prev_energy >> 4))
6578                 return best_energy_cpu;
6579
6580         return prev_cpu;
6581
6582 fail:
6583         rcu_read_unlock();
6584
6585         return -1;
6586 }
6587
6588 /*
6589  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6590  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6591  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6592  *
6593  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6594  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6595  *
6596  * Returns the target CPU number.
6597  *
6598  * preempt must be disabled.
6599  */
6600 static int
6601 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6602 {
6603         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6604         int cpu = smp_processor_id();
6605         int new_cpu = prev_cpu;
6606         int want_affine = 0;
6607         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6608
6609         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
6610                 record_wakee(p);
6611
6612                 if (static_branch_unlikely(&sched_energy_present)) {
6613                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6614                         if (new_cpu >= 0)
6615                                 return new_cpu;
6616                         new_cpu = prev_cpu;
6617                 }
6618
6619                 want_affine = !wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu) &&
6620                               cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed);
6621         }
6622
6623         rcu_read_lock();
6624         for_each_domain(cpu, tmp) {
6625                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6626                         break;
6627
6628                 /*
6629                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6630                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6631                  */
6632                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6633                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6634                         if (cpu != prev_cpu)
6635                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6636
6637                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6638                         break;
6639                 }
6640
6641                 if (tmp->flags & sd_flag)
6642                         sd = tmp;
6643                 else if (!want_affine)
6644                         break;
6645         }
6646
6647         if (unlikely(sd)) {
6648                 /* Slow path */
6649                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6650         } else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) { /* XXX always ? */
6651                 /* Fast path */
6652
6653                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6654
6655                 if (want_affine)
6656                         current->recent_used_cpu = cpu;
6657         }
6658         rcu_read_unlock();
6659
6660         return new_cpu;
6661 }
6662
6663 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6664
6665 /*
6666  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6667  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6668  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6669  */
6670 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6671 {
6672         /*
6673          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6674          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6675          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6676          * the task on the new runqueue.
6677          */
6678         if (p->state == TASK_WAKING) {
6679                 struct sched_entity *se = &p->se;
6680                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6681                 u64 min_vruntime;
6682
6683 #ifndef CONFIG_64BIT
6684                 u64 min_vruntime_copy;
6685
6686                 do {
6687                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6688                         smp_rmb();
6689                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6690                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6691 #else
6692                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6693 #endif
6694
6695                 se->vruntime -= min_vruntime;
6696         }
6697
6698         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6699                 /*
6700                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6701                  * rq->lock and can modify state directly.
6702                  */
6703                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6704                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6705
6706         } else {
6707                 /*
6708                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6709                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6710                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6711                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6712                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6713                  * sounds not bad.
6714                  */
6715                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6716         }
6717
6718         /* Tell new CPU we are migrated */
6719         p->se.avg.last_update_time = 0;
6720
6721         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6722         p->se.exec_start = 0;
6723
6724         update_scan_period(p, new_cpu);
6725 }
6726
6727 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6728 {
6729         remove_entity_load_avg(&p->se);
6730 }
6731 #endif /* CONFIG_SMP */
6732
6733 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6734 {
6735         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6736
6737         /*
6738          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6739          * to virtual-time in his units.
6740          *
6741          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6742          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6743          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6744          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6745          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6746          *
6747          * This is especially important for buddies when the leftmost
6748          * task is higher priority than the buddy.
6749          */
6750         return calc_delta_fair(gran, se);
6751 }
6752
6753 /*
6754  * Should 'se' preempt 'curr'.
6755  *
6756  *             |s1
6757  *        |s2
6758  *   |s3
6759  *         g
6760  *      |<--->|c
6761  *
6762  *  w(c, s1) = -1
6763  *  w(c, s2) =  0
6764  *  w(c, s3) =  1
6765  *
6766  */
6767 static int
6768 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6769 {
6770         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6771
6772         if (vdiff <= 0)
6773                 return -1;
6774
6775         gran = wakeup_gran(se);
6776         if (vdiff > gran)
6777                 return 1;
6778
6779         return 0;
6780 }
6781
6782 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6783 {
6784         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6785                 return;
6786
6787         for_each_sched_entity(se) {
6788                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6789                         return;
6790                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6791         }
6792 }
6793
6794 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6795 {
6796         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6797                 return;
6798
6799         for_each_sched_entity(se) {
6800                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6801                         return;
6802                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6803         }
6804 }
6805
6806 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6807 {
6808         for_each_sched_entity(se)
6809                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6810 }
6811
6812 /*
6813  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6814  */
6815 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6816 {
6817         struct task_struct *curr = rq->curr;
6818         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6819         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6820         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6821         int next_buddy_marked = 0;
6822
6823         if (unlikely(se == pse))
6824                 return;
6825
6826         /*
6827          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6828          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6829          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6830          * next-buddy nomination below.
6831          */
6832         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6833                 return;
6834
6835         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6836                 set_next_buddy(pse);
6837                 next_buddy_marked = 1;
6838         }
6839
6840         /*
6841          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6842          * wake up path.
6843          *
6844          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6845          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6846          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6847          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6848          * below.
6849          */
6850         if (test_tsk_need_resched(curr))
6851                 return;
6852
6853         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6854         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
6855             likely(!task_has_idle_policy(p)))
6856                 goto preempt;
6857
6858         /*
6859          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6860          * is driven by the tick):
6861          */
6862         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6863                 return;
6864
6865         find_matching_se(&se, &pse);
6866         update_curr(cfs_rq_of(se));
6867         BUG_ON(!pse);
6868         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6869                 /*
6870                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6871                  * triggering this preemption.
6872                  */
6873                 if (!next_buddy_marked)
6874                         set_next_buddy(pse);
6875                 goto preempt;
6876         }
6877
6878         return;
6879
6880 preempt:
6881         resched_curr(rq);
6882         /*
6883          * Only set the backward buddy when the current task is still
6884          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6885          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6886          * point, either of which can * drop the rq lock.
6887          *
6888          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6889          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6890          */
6891         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6892                 return;
6893
6894         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6895                 set_last_buddy(se);
6896 }
6897
6898 static struct task_struct *
6899 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6900 {
6901         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6902         struct sched_entity *se;
6903         struct task_struct *p;
6904         int new_tasks;
6905
6906 again:
6907         if (!cfs_rq->nr_running)
6908                 goto idle;
6909
6910 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6911         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6912                 goto simple;
6913
6914         /*
6915          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6916          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6917          *
6918          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6919          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6920          */
6921
6922         do {
6923                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6924
6925                 /*
6926                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6927                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6928                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6929                  * forget we've ever seen it.
6930                  */
6931                 if (curr) {
6932                         if (curr->on_rq)
6933                                 update_curr(cfs_rq);
6934                         else
6935                                 curr = NULL;
6936
6937                         /*
6938                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6939                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6940                          * Therefore the nr_running test will indeed
6941                          * be correct.
6942                          */
6943                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
6944                                 cfs_rq = &rq->cfs;
6945
6946                                 if (!cfs_rq->nr_running)
6947                                         goto idle;
6948
6949                                 goto simple;
6950                         }
6951                 }
6952
6953                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6954                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6955         } while (cfs_rq);
6956
6957         p = task_of(se);
6958
6959         /*
6960          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6961          * is a different task than we started out with, try and touch the
6962          * least amount of cfs_rqs.
6963          */
6964         if (prev != p) {
6965                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6966
6967                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6968                         int se_depth = se->depth;
6969                         int pse_depth = pse->depth;
6970
6971                         if (se_depth <= pse_depth) {
6972                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6973                                 pse = parent_entity(pse);
6974                         }
6975                         if (se_depth >= pse_depth) {
6976                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6977                                 se = parent_entity(se);
6978                         }
6979                 }
6980
6981                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6982                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6983         }
6984
6985         goto done;
6986 simple:
6987 #endif
6988
6989         put_prev_task(rq, prev);
6990
6991         do {
6992                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6993                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6994                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6995         } while (cfs_rq);
6996
6997         p = task_of(se);
6998
6999 done: __maybe_unused;
7000 #ifdef CONFIG_SMP
7001         /*
7002          * Move the next running task to the front of
7003          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
7004          * one.
7005          */
7006         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
7007 #endif
7008
7009         if (hrtick_enabled(rq))
7010                 hrtick_start_fair(rq, p);
7011
7012         update_misfit_status(p, rq);
7013
7014         return p;
7015
7016 idle:
7017         update_misfit_status(NULL, rq);
7018         new_tasks = idle_balance(rq, rf);
7019
7020         /*
7021          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
7022          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
7023          * must re-start the pick_next_entity() loop.
7024          */
7025         if (new_tasks < 0)
7026                 return RETRY_TASK;
7027
7028         if (new_tasks > 0)
7029                 goto again;
7030
7031         return NULL;
7032 }
7033
7034 /*
7035  * Account for a descheduled task:
7036  */
7037 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
7038 {
7039         struct sched_entity *se = &prev->se;
7040         struct cfs_rq *cfs_rq;
7041
7042         for_each_sched_entity(se) {
7043                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7044                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
7045         }
7046 }
7047
7048 /*
7049  * sched_yield() is very simple
7050  *
7051  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
7052  */
7053 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
7054 {
7055         struct task_struct *curr = rq->curr;
7056         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7057         struct sched_entity *se = &curr->se;
7058
7059         /*
7060          * Are we the only task in the tree?
7061          */
7062         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
7063                 return;
7064
7065         clear_buddies(cfs_rq, se);
7066
7067         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
7068                 update_rq_clock(rq);
7069                 /*
7070                  * Update run-time statistics of the 'current'.
7071                  */
7072                 update_curr(cfs_rq);
7073                 /*
7074                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
7075                  * so we don't do microscopic update in schedule()
7076                  * and double the fastpath cost.
7077                  */
7078                 rq_clock_skip_update(rq);
7079         }
7080
7081         set_skip_buddy(se);
7082 }
7083
7084 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
7085 {
7086         struct sched_entity *se = &p->se;
7087
7088         /* throttled hierarchies are not runnable */
7089         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
7090                 return false;
7091
7092         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
7093         set_next_buddy(se);
7094
7095         yield_task_fair(rq);
7096
7097         return true;
7098 }
7099
7100 #ifdef CONFIG_SMP
7101 /**************************************************
7102  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7103  *
7104  * BASICS
7105  *
7106  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7107  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7108  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7109  *
7110  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7111  *
7112  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7113  * W_i,0 is defined as:
7114  *
7115  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7116  *
7117  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7118  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7119  *
7120  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7121  * weight:
7122  *
7123  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7124  *
7125  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7126  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7127  * can also include other factors [XXX].
7128  *
7129  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7130  * directly from (1):
7131  *
7132  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7133  *
7134  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7135  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7136  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7137  *
7138  * [XXX expand on:
7139  *     - infeasible weights;
7140  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7141  *
7142  *
7143  * SCHED DOMAINS
7144  *
7145  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7146  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7147  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7148  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7149  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7150  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7151  * the groups.
7152  *
7153  * This yields:
7154  *
7155  *     log_2 n     1     n
7156  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7157  *     i = 0      2^i   2^i
7158  *                               `- size of each group
7159  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7160  *         |         `- freq
7161  *         `- sum over all levels
7162  *
7163  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7164  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7165  *
7166  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7167  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7168  *
7169  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7170  *
7171  *             log_2 n
7172  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7173  *             k = 0
7174  *
7175  * And you'll find that:
7176  *
7177  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7178  *
7179  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7180  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7181  * of:
7182  *
7183  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7184  *
7185  *
7186  * WORK CONSERVING
7187  *
7188  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7189  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7190  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7191  *
7192  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7193  * time.
7194  *
7195  * [XXX more?]
7196  *
7197  *
7198  * CGROUPS
7199  *
7200  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7201  *
7202  *                                s_k,i
7203  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7204  *                                 S_k
7205  *
7206  * Where
7207  *
7208  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7209  *
7210  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7211  *
7212  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7213  * property.
7214  *
7215  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7216  *      rewrite all of this once again.]
7217  */
7218
7219 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7220
7221 enum fbq_type { regular, remote, all };
7222
7223 enum group_type {
7224         group_other = 0,
7225         group_misfit_task,
7226         group_imbalanced,
7227         group_overloaded,
7228 };
7229
7230 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7231 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7232 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7233 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7234 #define LBF_NOHZ_STATS  0x10
7235 #define LBF_NOHZ_AGAIN  0x20
7236
7237 struct lb_env {
7238         struct sched_domain     *sd;
7239
7240         struct rq               *src_rq;
7241         int                     src_cpu;
7242
7243         int                     dst_cpu;
7244         struct rq               *dst_rq;
7245
7246         struct cpumask          *dst_grpmask;
7247         int                     new_dst_cpu;
7248         enum cpu_idle_type      idle;
7249         long                    imbalance;
7250         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7251         struct cpumask          *cpus;
7252
7253         unsigned int            flags;
7254
7255         unsigned int            loop;
7256         unsigned int            loop_break;
7257         unsigned int            loop_max;
7258
7259         enum fbq_type           fbq_type;
7260         enum group_type         src_grp_type;
7261         struct list_head        tasks;
7262 };
7263
7264 /*
7265  * Is this task likely cache-hot:
7266  */
7267 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7268 {
7269         s64 delta;
7270
7271         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7272
7273         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7274                 return 0;
7275
7276         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7277                 return 0;
7278
7279         /*
7280          * Buddy candidates are cache hot:
7281          */
7282         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7283                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7284                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7285                 return 1;
7286
7287         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7288                 return 1;
7289         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7290                 return 0;
7291
7292         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7293
7294         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7295 }
7296
7297 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7298 /*
7299  * Returns 1, if task migration degrades locality
7300  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7301  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7302  */
7303 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7304 {
7305         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7306         unsigned long src_weight, dst_weight;
7307         int src_nid, dst_nid, dist;
7308
7309         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7310                 return -1;
7311
7312         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7313                 return -1;
7314
7315         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7316         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7317
7318         if (src_nid == dst_nid)
7319                 return -1;
7320
7321         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7322         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7323                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7324                         return 1;
7325                 else
7326                         return -1;
7327         }
7328
7329         /* Encourage migration to the preferred node. */
7330         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7331                 return 0;
7332
7333         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7334         if (env->idle == CPU_IDLE)
7335                 return -1;
7336
7337         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7338         if (numa_group) {
7339                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7340                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7341         } else {
7342                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7343                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7344         }
7345
7346         return dst_weight < src_weight;
7347 }
7348
7349 #else
7350 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7351                                              struct lb_env *env)
7352 {
7353         return -1;
7354 }
7355 #endif
7356
7357 /*
7358  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7359  */
7360 static
7361 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7362 {
7363         int tsk_cache_hot;
7364
7365         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7366
7367         /*
7368          * We do not migrate tasks that are:
7369          * 1) throttled_lb_pair, or
7370          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
7371          * 3) running (obviously), or
7372          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7373          */
7374         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7375                 return 0;
7376
7377         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, &p->cpus_allowed)) {
7378                 int cpu;
7379
7380                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7381
7382                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7383
7384                 /*
7385                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7386                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7387                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7388                  *
7389                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
7390                  * already computed one in current iteration.
7391                  */
7392                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
7393                         return 0;
7394
7395                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7396                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7397                         if (cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed)) {
7398                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7399                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7400                                 break;
7401                         }
7402                 }
7403
7404                 return 0;
7405         }
7406
7407         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7408         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7409
7410         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7411                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7412                 return 0;
7413         }
7414
7415         /*
7416          * Aggressive migration if:
7417          * 1) destination numa is preferred
7418          * 2) task is cache cold, or
7419          * 3) too many balance attempts have failed.
7420          */
7421         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7422         if (tsk_cache_hot == -1)
7423                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7424
7425         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7426             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7427                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7428                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7429                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7430                 }
7431                 return 1;
7432         }
7433
7434         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7435         return 0;
7436 }
7437
7438 /*
7439  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7440  */
7441 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7442 {
7443         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7444
7445         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
7446         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7447         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7448 }
7449
7450 /*
7451  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7452  * part of active balancing operations within "domain".
7453  *
7454  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7455  */
7456 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7457 {
7458         struct task_struct *p;
7459
7460         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7461
7462         list_for_each_entry_reverse(p,
7463                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7464                 if (!can_migrate_task(p, env))
7465                         continue;
7466
7467                 detach_task(p, env);
7468
7469                 /*
7470                  * Right now, this is only the second place where
7471                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7472                  * so we can safely collect stats here rather than
7473                  * inside detach_tasks().
7474                  */
7475                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7476                 return p;
7477         }
7478         return NULL;
7479 }
7480
7481 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7482
7483 /*
7484  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
7485  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7486  *
7487  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7488  */
7489 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7490 {
7491         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7492         struct task_struct *p;
7493         unsigned long load;
7494         int detached = 0;
7495
7496         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7497
7498         if (env->imbalance <= 0)
7499                 return 0;
7500
7501         while (!list_empty(tasks)) {
7502                 /*
7503                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7504                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7505                  */
7506                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7507                         break;
7508
7509                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7510
7511                 env->loop++;
7512                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7513                 if (env->loop > env->loop_max)
7514                         break;
7515
7516                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7517                 if (env->loop > env->loop_break) {
7518                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7519                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7520                         break;
7521                 }
7522
7523                 if (!can_migrate_task(p, env))
7524                         goto next;
7525
7526                 load = task_h_load(p);
7527
7528                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7529                         goto next;
7530
7531                 if ((load / 2) > env->imbalance)
7532                         goto next;
7533
7534                 detach_task(p, env);
7535                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7536
7537                 detached++;
7538                 env->imbalance -= load;
7539
7540 #ifdef CONFIG_PREEMPT
7541                 /*
7542                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7543                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7544                  * the critical section.
7545                  */
7546                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7547                         break;
7548 #endif
7549
7550                 /*
7551                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7552                  * weighted load.
7553                  */
7554                 if (env->imbalance <= 0)
7555                         break;
7556
7557                 continue;
7558 next:
7559                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7560         }
7561
7562         /*
7563          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7564          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7565          * than inside detach_one_task().
7566          */
7567         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7568
7569         return detached;
7570 }
7571
7572 /*
7573  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7574  */
7575 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7576 {
7577         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7578
7579         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7580         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7581         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
7582         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7583 }
7584
7585 /*
7586  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7587  * its new rq.
7588  */
7589 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7590 {
7591         struct rq_flags rf;
7592
7593         rq_lock(rq, &rf);
7594         update_rq_clock(rq);
7595         attach_task(rq, p);
7596         rq_unlock(rq, &rf);
7597 }
7598
7599 /*
7600  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7601  * new rq.
7602  */
7603 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7604 {
7605         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7606         struct task_struct *p;
7607         struct rq_flags rf;
7608
7609         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7610         update_rq_clock(env->dst_rq);
7611
7612         while (!list_empty(tasks)) {
7613                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7614                 list_del_init(&p->se.group_node);
7615
7616                 attach_task(env->dst_rq, p);
7617         }
7618
7619         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7620 }
7621
7622 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7623 {
7624         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7625                 return true;
7626
7627         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7628                 return true;
7629
7630         return false;
7631 }
7632
7633 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7634 {
7635         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7636                 return true;
7637
7638         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7639                 return true;
7640
7641 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
7642         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7643                 return true;
7644 #endif
7645
7646         return false;
7647 }
7648
7649 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7650
7651 static void update_blocked_averages(int cpu)
7652 {
7653         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7654         struct cfs_rq *cfs_rq;
7655         const struct sched_class *curr_class;
7656         struct rq_flags rf;
7657         bool done = true;
7658
7659         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7660         update_rq_clock(rq);
7661
7662         /*
7663          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7664          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7665          */
7666         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
7667                 struct sched_entity *se;
7668
7669                 /* throttled entities do not contribute to load */
7670                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
7671                         continue;
7672
7673                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
7674                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7675
7676                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
7677                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
7678                 if (se && !skip_blocked_update(se))
7679                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, 0);
7680
7681                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7682                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7683                         done = false;
7684         }
7685
7686         curr_class = rq->curr->sched_class;
7687         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, curr_class == &rt_sched_class);
7688         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, curr_class == &dl_sched_class);
7689         update_irq_load_avg(rq, 0);
7690         /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7691         if (others_have_blocked(rq))
7692                 done = false;
7693
7694 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7695         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7696         if (done)
7697                 rq->has_blocked_load = 0;
7698 #endif
7699         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7700 }
7701
7702 /*
7703  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7704  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7705  * group is a fraction of its parents load.
7706  */
7707 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7708 {
7709         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7710         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7711         unsigned long now = jiffies;
7712         unsigned long load;
7713
7714         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7715                 return;
7716
7717         cfs_rq->h_load_next = NULL;
7718         for_each_sched_entity(se) {
7719                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7720                 cfs_rq->h_load_next = se;
7721                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7722                         break;
7723         }
7724
7725         if (!se) {
7726                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7727                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7728         }
7729
7730         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
7731                 load = cfs_rq->h_load;
7732                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7733                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7734                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7735                 cfs_rq->h_load = load;
7736                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7737         }
7738 }
7739
7740 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7741 {
7742         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7743
7744         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7745         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7746                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7747 }
7748 #else
7749 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
7750 {
7751         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7752         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7753         const struct sched_class *curr_class;
7754         struct rq_flags rf;
7755
7756         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7757         update_rq_clock(rq);
7758         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq);
7759
7760         curr_class = rq->curr->sched_class;
7761         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, curr_class == &rt_sched_class);
7762         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, curr_class == &dl_sched_class);
7763         update_irq_load_avg(rq, 0);
7764 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7765         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7766         if (!cfs_rq_has_blocked(cfs_rq) && !others_have_blocked(rq))
7767                 rq->has_blocked_load = 0;
7768 #endif
7769         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7770 }
7771
7772 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7773 {
7774         return p->se.avg.load_avg;
7775 }
7776 #endif
7777
7778 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7779
7780 /*
7781  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7782  */
7783 struct sg_lb_stats {
7784         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7785         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7786         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
7787         unsigned long load_per_task;
7788         unsigned long group_capacity;
7789         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7790         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7791         unsigned int idle_cpus;
7792         unsigned int group_weight;
7793         enum group_type group_type;
7794         int group_no_capacity;
7795         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
7796 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7797         unsigned int nr_numa_running;
7798         unsigned int nr_preferred_running;
7799 #endif
7800 };
7801
7802 /*
7803  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7804  *               during load balancing.
7805  */
7806 struct sd_lb_stats {
7807         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7808         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7809         unsigned long total_running;
7810         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7811         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7812         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7813
7814         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7815         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7816 };
7817
7818 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7819 {
7820         /*
7821          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7822          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7823          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7824          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7825          */
7826         *sds = (struct sd_lb_stats){
7827                 .busiest = NULL,
7828                 .local = NULL,
7829                 .total_running = 0UL,
7830                 .total_load = 0UL,
7831                 .total_capacity = 0UL,
7832                 .busiest_stat = {
7833                         .avg_load = 0UL,
7834                         .sum_nr_running = 0,
7835                         .group_type = group_other,
7836                 },
7837         };
7838 }
7839
7840 /**
7841  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7842  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7843  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7844  *
7845  * Return: The load index.
7846  */
7847 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7848                                         enum cpu_idle_type idle)
7849 {
7850         int load_idx;
7851
7852         switch (idle) {
7853         case CPU_NOT_IDLE:
7854                 load_idx = sd->busy_idx;
7855                 break;
7856
7857         case CPU_NEWLY_IDLE:
7858                 load_idx = sd->newidle_idx;
7859                 break;
7860         default:
7861                 load_idx = sd->idle_idx;
7862                 break;
7863         }
7864
7865         return load_idx;
7866 }
7867
7868 static unsigned long scale_rt_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7869 {
7870         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7871         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7872         unsigned long used, free;
7873         unsigned long irq;
7874
7875         irq = cpu_util_irq(rq);
7876
7877         if (unlikely(irq >= max))
7878                 return 1;
7879
7880         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
7881         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
7882
7883         if (unlikely(used >= max))
7884                 return 1;
7885
7886         free = max - used;
7887
7888         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
7889 }
7890
7891 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7892 {
7893         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(sd, cpu);
7894         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7895
7896         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7897
7898         if (!capacity)
7899                 capacity = 1;
7900
7901         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7902         sdg->sgc->capacity = capacity;
7903         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7904         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7905 }
7906
7907 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7908 {
7909         struct sched_domain *child = sd->child;
7910         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7911         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
7912         unsigned long interval;
7913
7914         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7915         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7916         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7917
7918         if (!child) {
7919                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7920                 return;
7921         }
7922
7923         capacity = 0;
7924         min_capacity = ULONG_MAX;
7925         max_capacity = 0;
7926
7927         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7928                 /*
7929                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7930                  * span the current group.
7931                  */
7932
7933                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
7934                         struct sched_group_capacity *sgc;
7935                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7936
7937                         /*
7938                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7939                          * gets here before we've attached the domains to the
7940                          * runqueues.
7941                          *
7942                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7943                          * in update_cpu_capacity().
7944                          *
7945                          * This avoids capacity from being 0 and
7946                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7947                          */
7948                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7949                                 capacity += capacity_of(cpu);
7950                         } else {
7951                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7952                                 capacity += sgc->capacity;
7953                         }
7954
7955                         min_capacity = min(capacity, min_capacity);
7956                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7957                 }
7958         } else  {
7959                 /*
7960                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7961                  * span the current group.
7962                  */
7963
7964                 group = child->groups;
7965                 do {
7966                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7967
7968                         capacity += sgc->capacity;
7969                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7970                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7971                         group = group->next;
7972                 } while (group != child->groups);
7973         }
7974
7975         sdg->sgc->capacity = capacity;
7976         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
7977         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7978 }
7979
7980 /*
7981  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7982  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7983  * Return true is the capacity is reduced
7984  */
7985 static inline int
7986 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7987 {
7988         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7989                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7990 }
7991
7992 /*
7993  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7994  * groups is inadequate due to ->cpus_allowed constraints.
7995  *
7996  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
7997  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
7998  * Something like:
7999  *
8000  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
8001  *              *     * * *
8002  *
8003  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
8004  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
8005  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
8006  *
8007  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
8008  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
8009  * moving tasks due to affinity constraints.
8010  *
8011  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
8012  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
8013  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
8014  * to create an effective group imbalance.
8015  *
8016  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
8017  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
8018  * subtle and fragile situation.
8019  */
8020
8021 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
8022 {
8023         return group->sgc->imbalance;
8024 }
8025
8026 /*
8027  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
8028  * be used by some tasks.
8029  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
8030  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
8031  * available capacity for CFS tasks.
8032  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
8033  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
8034  * capacity in meaningful for the load balancer.
8035  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
8036  * any benefit for the load balance.
8037  */
8038 static inline bool
8039 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
8040 {
8041         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
8042                 return true;
8043
8044         if ((sgs->group_capacity * 100) >
8045                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
8046                 return true;
8047
8048         return false;
8049 }
8050
8051 /*
8052  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
8053  *  handle.
8054  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
8055  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
8056  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
8057  *  false.
8058  */
8059 static inline bool
8060 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
8061 {
8062         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
8063                 return false;
8064
8065         if ((sgs->group_capacity * 100) <
8066                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
8067                 return true;
8068
8069         return false;
8070 }
8071
8072 /*
8073  * group_smaller_min_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
8074  * per-CPU capacity than sched_group ref.
8075  */
8076 static inline bool
8077 group_smaller_min_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
8078 {
8079         return sg->sgc->min_capacity * capacity_margin <
8080                                                 ref->sgc->min_capacity * 1024;
8081 }
8082
8083 /*
8084  * group_smaller_max_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
8085  * per-CPU capacity_orig than sched_group ref.
8086  */
8087 static inline bool
8088 group_smaller_max_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
8089 {
8090         return sg->sgc->max_capacity * capacity_margin <
8091                                                 ref->sgc->max_capacity * 1024;
8092 }
8093
8094 static inline enum
8095 group_type group_classify(struct sched_group *group,
8096                           struct sg_lb_stats *sgs)
8097 {
8098         if (sgs->group_no_capacity)
8099                 return group_overloaded;
8100
8101         if (sg_imbalanced(group))
8102                 return group_imbalanced;
8103
8104         if (sgs->group_misfit_task_load)
8105                 return group_misfit_task;
8106
8107         return group_other;
8108 }
8109
8110 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq, bool force)
8111 {
8112 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8113         unsigned int cpu = rq->cpu;
8114
8115         if (!rq->has_blocked_load)
8116                 return false;
8117
8118         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
8119                 return false;
8120
8121         if (!force && !time_after(jiffies, rq->last_blocked_load_update_tick))
8122                 return true;
8123
8124         update_blocked_averages(cpu);
8125
8126         return rq->has_blocked_load;
8127 #else
8128         return false;
8129 #endif
8130 }
8131
8132 /**
8133  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8134  * @env: The load balancing environment.
8135  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8136  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8137  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8138  */
8139 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8140                                       struct sched_group *group,
8141                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8142                                       int *sg_status)
8143 {
8144         int local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(group));
8145         int load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
8146         unsigned long load;
8147         int i, nr_running;
8148
8149         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8150
8151         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8152                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8153
8154                 if ((env->flags & LBF_NOHZ_STATS) && update_nohz_stats(rq, false))
8155                         env->flags |= LBF_NOHZ_AGAIN;
8156
8157                 /* Bias balancing toward CPUs of our domain: */
8158                 if (local_group)
8159                         load = target_load(i, load_idx);
8160                 else
8161                         load = source_load(i, load_idx);
8162
8163                 sgs->group_load += load;
8164                 sgs->group_util += cpu_util(i);
8165                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8166
8167                 nr_running = rq->nr_running;
8168                 if (nr_running > 1)
8169                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8170
8171                 if (cpu_overutilized(i))
8172                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8173
8174 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8175                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8176                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8177 #endif
8178                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(rq);
8179                 /*
8180                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8181                  */
8182                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
8183                         sgs->idle_cpus++;
8184
8185                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8186                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8187                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8188                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8189                 }
8190         }
8191
8192         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
8193         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8194         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
8195
8196         if (sgs->sum_nr_running)
8197                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
8198
8199         sgs->group_weight = group->group_weight;
8200
8201         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
8202         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
8203 }
8204
8205 /**
8206  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8207  * @env: The load balancing environment.
8208  * @sds: sched_domain statistics
8209  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8210  * @sgs: sched_group statistics
8211  *
8212  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8213  * busiest group.
8214  *
8215  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8216  * busiest group. %false otherwise.
8217  */
8218 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8219                                    struct sd_lb_stats *sds,
8220                                    struct sched_group *sg,
8221                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8222 {
8223         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8224
8225         /*
8226          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8227          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8228          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8229          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8230          */
8231         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8232             (!group_smaller_max_cpu_capacity(sg, sds->local) ||
8233              !group_has_capacity(env, &sds->local_stat)))
8234                 return false;
8235
8236         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8237                 return true;
8238
8239         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8240                 return false;
8241
8242         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8243                 return false;
8244
8245         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY))
8246                 goto asym_packing;
8247
8248         /*
8249          * Candidate sg has no more than one task per CPU and
8250          * has higher per-CPU capacity. Migrating tasks to less
8251          * capable CPUs may harm throughput. Maximize throughput,
8252          * power/energy consequences are not considered.
8253          */
8254         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
8255             group_smaller_min_cpu_capacity(sds->local, sg))
8256                 return false;
8257
8258         /*
8259          * If we have more than one misfit sg go with the biggest misfit.
8260          */
8261         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8262             sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8263                 return false;
8264
8265 asym_packing:
8266         /* This is the busiest node in its class. */
8267         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8268                 return true;
8269
8270         /* No ASYM_PACKING if target CPU is already busy */
8271         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8272                 return true;
8273         /*
8274          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the highest
8275          * prority CPUs in the group, therefore mark all groups
8276          * of lower priority than ourself as busy.
8277          */
8278         if (sgs->sum_nr_running &&
8279             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu)) {
8280                 if (!sds->busiest)
8281                         return true;
8282
8283                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8284                 if (sched_asym_prefer(sds->busiest->asym_prefer_cpu,
8285                                       sg->asym_prefer_cpu))
8286                         return true;
8287         }
8288
8289         return false;
8290 }
8291
8292 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8293 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8294 {
8295         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8296                 return regular;
8297         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8298                 return remote;
8299         return all;
8300 }
8301
8302 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8303 {
8304         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8305                 return regular;
8306         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8307                 return remote;
8308         return all;
8309 }
8310 #else
8311 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8312 {
8313         return all;
8314 }
8315
8316 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8317 {
8318         return regular;
8319 }
8320 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8321
8322 /**
8323  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
8324  * @env: The load balancing environment.
8325  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
8326  */
8327 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8328 {
8329         struct sched_domain *child = env->sd->child;
8330         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8331         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
8332         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
8333         bool prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
8334         int sg_status = 0;
8335
8336 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8337         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && READ_ONCE(nohz.has_blocked))
8338                 env->flags |= LBF_NOHZ_STATS;
8339 #endif
8340
8341         do {
8342                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
8343                 int local_group;
8344
8345                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
8346                 if (local_group) {
8347                         sds->local = sg;
8348                         sgs = local;
8349
8350                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
8351                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
8352                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
8353                 }
8354
8355                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
8356
8357                 if (local_group)
8358                         goto next_group;
8359
8360                 /*
8361                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
8362                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
8363                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
8364                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
8365                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
8366                  * you always pull from the heaviest group when it is already
8367                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
8368                  * the tasks on the system).
8369                  */
8370                 if (prefer_sibling && sds->local &&
8371                     group_has_capacity(env, local) &&
8372                     (sgs->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)) {
8373                         sgs->group_no_capacity = 1;
8374                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
8375                 }
8376
8377                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
8378                         sds->busiest = sg;
8379                         sds->busiest_stat = *sgs;
8380                 }
8381
8382 next_group:
8383                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
8384                 sds->total_running += sgs->sum_nr_running;
8385                 sds->total_load += sgs->group_load;
8386                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
8387
8388                 sg = sg->next;
8389         } while (sg != env->sd->groups);
8390
8391 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8392         if ((env->flags & LBF_NOHZ_AGAIN) &&
8393             cpumask_subset(nohz.idle_cpus_mask, sched_domain_span(env->sd))) {
8394
8395                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
8396                            jiffies + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
8397         }
8398 #endif
8399
8400         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
8401                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
8402
8403         if (!env->sd->parent) {
8404                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8405
8406                 /* update overload indicator if we are at root domain */
8407                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
8408
8409                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
8410                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8411         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
8412                 WRITE_ONCE(env->dst_rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
8413         }
8414 }
8415
8416 /**
8417  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
8418  *                      sched domain.
8419  *
8420  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
8421  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
8422  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
8423  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
8424  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
8425  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
8426  *
8427  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
8428  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
8429  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
8430  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
8431  * number.
8432  *
8433  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
8434  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in env->imbalance.
8435  *
8436  * @env: The load balancing environment.
8437  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
8438  */
8439 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8440 {
8441         int busiest_cpu;
8442
8443         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8444                 return 0;
8445
8446         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8447                 return 0;
8448
8449         if (!sds->busiest)
8450                 return 0;
8451
8452         busiest_cpu = sds->busiest->asym_prefer_cpu;
8453         if (sched_asym_prefer(busiest_cpu, env->dst_cpu))
8454                 return 0;
8455
8456         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
8457                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
8458                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
8459
8460         return 1;
8461 }
8462
8463 /**
8464  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
8465  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
8466  *                      load balancing.
8467  * @env: The load balancing environment.
8468  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8469  */
8470 static inline
8471 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8472 {
8473         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
8474         unsigned int imbn = 2;
8475         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
8476         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8477
8478         local = &sds->local_stat;
8479         busiest = &sds->busiest_stat;
8480
8481         if (!local->sum_nr_running)
8482                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
8483         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
8484                 imbn = 1;
8485
8486         scaled_busy_load_per_task =
8487                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8488                 busiest->group_capacity;
8489
8490         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
8491             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
8492                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8493                 return;
8494         }
8495
8496         /*
8497          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
8498          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
8499          * moving them.
8500          */
8501
8502         capa_now += busiest->group_capacity *
8503                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
8504         capa_now += local->group_capacity *
8505                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
8506         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8507
8508         /* Amount of load we'd subtract */
8509         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
8510                 capa_move += busiest->group_capacity *
8511                             min(busiest->load_per_task,
8512                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
8513         }
8514
8515         /* Amount of load we'd add */
8516         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
8517             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
8518                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
8519                       local->group_capacity;
8520         } else {
8521                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8522                       local->group_capacity;
8523         }
8524         capa_move += local->group_capacity *
8525                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
8526         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8527
8528         /* Move if we gain throughput */
8529         if (capa_move > capa_now)
8530                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8531 }
8532
8533 /**
8534  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
8535  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
8536  * @env: load balance environment
8537  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8538  */
8539 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8540 {
8541         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
8542         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8543
8544         local = &sds->local_stat;
8545         busiest = &sds->busiest_stat;
8546
8547         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
8548                 /*
8549                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
8550                  * to ensure CPU-load equilibrium, look at wider averages. XXX
8551                  */
8552                 busiest->load_per_task =
8553                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
8554         }
8555
8556         /*
8557          * Avg load of busiest sg can be less and avg load of local sg can
8558          * be greater than avg load across all sgs of sd because avg load
8559          * factors in sg capacity and sgs with smaller group_type are
8560          * skipped when updating the busiest sg:
8561          */
8562         if (busiest->group_type != group_misfit_task &&
8563             (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
8564              local->avg_load >= sds->avg_load)) {
8565                 env->imbalance = 0;
8566                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8567         }
8568
8569         /*
8570          * If there aren't any idle CPUs, avoid creating some.
8571          */
8572         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
8573             local->group_type   == group_overloaded) {
8574                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running * SCHED_CAPACITY_SCALE;
8575                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity) {
8576                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
8577                         load_above_capacity *= scale_load_down(NICE_0_LOAD);
8578                         load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
8579                 } else
8580                         load_above_capacity = ~0UL;
8581         }
8582
8583         /*
8584          * We're trying to get all the CPUs to the average_load, so we don't
8585          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
8586          * reduce the max loaded CPU below the average load. At the same time,
8587          * we also don't want to reduce the group load below the group
8588          * capacity. Thus we look for the minimum possible imbalance.
8589          */
8590         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
8591
8592         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
8593         env->imbalance = min(
8594                 max_pull * busiest->group_capacity,
8595                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
8596         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
8597
8598         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
8599         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
8600                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
8601                                        busiest->group_misfit_task_load);
8602         }
8603
8604         /*
8605          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
8606          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
8607          * a think about bumping its value to force at least one task to be
8608          * moved
8609          */
8610         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
8611                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8612 }
8613
8614 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
8615
8616 /**
8617  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
8618  * if there is an imbalance.
8619  *
8620  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
8621  * to restore balance.
8622  *
8623  * @env: The load balancing environment.
8624  *
8625  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
8626  */
8627 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
8628 {
8629         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8630         struct sd_lb_stats sds;
8631
8632         init_sd_lb_stats(&sds);
8633
8634         /*
8635          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
8636          * this level.
8637          */
8638         update_sd_lb_stats(env, &sds);
8639
8640         if (static_branch_unlikely(&sched_energy_present)) {
8641                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8642
8643                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
8644                         goto out_balanced;
8645         }
8646
8647         local = &sds.local_stat;
8648         busiest = &sds.busiest_stat;
8649
8650         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
8651         if (check_asym_packing(env, &sds))
8652                 return sds.busiest;
8653
8654         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
8655         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
8656                 goto out_balanced;
8657
8658         /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
8659         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
8660                                                 / sds.total_capacity;
8661
8662         /*
8663          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
8664          * work because they assume all things are equal, which typically
8665          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
8666          */
8667         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
8668                 goto force_balance;
8669
8670         /*
8671          * When dst_cpu is idle, prevent SMP nice and/or asymmetric group
8672          * capacities from resulting in underutilization due to avg_load.
8673          */
8674         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
8675             busiest->group_no_capacity)
8676                 goto force_balance;
8677
8678         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
8679         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
8680                 goto force_balance;
8681
8682         /*
8683          * If the local group is busier than the selected busiest group
8684          * don't try and pull any tasks.
8685          */
8686         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
8687                 goto out_balanced;
8688
8689         /*
8690          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
8691          * average load.
8692          */
8693         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
8694                 goto out_balanced;
8695
8696         if (env->idle == CPU_IDLE) {
8697                 /*
8698                  * This CPU is idle. If the busiest group is not overloaded
8699                  * and there is no imbalance between this and busiest group
8700                  * wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance becomes
8701                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
8702                  * might end up to just move the imbalance on another group
8703                  */
8704                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
8705                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
8706                         goto out_balanced;
8707         } else {
8708                 /*
8709                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
8710                  * imbalance_pct to be conservative.
8711                  */
8712                 if (100 * busiest->avg_load <=
8713                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8714                         goto out_balanced;
8715         }
8716
8717 force_balance:
8718         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8719         env->src_grp_type = busiest->group_type;
8720         calculate_imbalance(env, &sds);
8721         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
8722
8723 out_balanced:
8724         env->imbalance = 0;
8725         return NULL;
8726 }
8727
8728 /*
8729  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
8730  */
8731 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8732                                      struct sched_group *group)
8733 {
8734         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8735         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8736         int i;
8737
8738         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8739                 unsigned long capacity, wl;
8740                 enum fbq_type rt;
8741
8742                 rq = cpu_rq(i);
8743                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8744
8745                 /*
8746                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8747                  *  - regular: there are !numa tasks
8748                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8749                  *  - all:     there is no distinction
8750                  *
8751                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8752                  * ignore those when there's better options.
8753                  *
8754                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8755                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8756                  * queue by moving tasks around inside the node.
8757                  *
8758                  * If we cannot move enough load due to this classification
8759                  * the next pass will adjust the group classification and
8760                  * allow migration of more tasks.
8761                  *
8762                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8763                  */
8764                 if (rt > env->fbq_type)
8765                         continue;
8766
8767                 /*
8768                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we simply
8769                  * seek the "biggest" misfit task.
8770                  */
8771                 if (env->src_grp_type == group_misfit_task) {
8772                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
8773                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
8774                                 busiest = rq;
8775                         }
8776
8777                         continue;
8778                 }
8779
8780                 capacity = capacity_of(i);
8781
8782                 /*
8783                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
8784                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
8785                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
8786                  * average load.
8787                  */
8788                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8789                     capacity_of(env->dst_cpu) < capacity &&
8790                     rq->nr_running == 1)
8791                         continue;
8792
8793                 wl = weighted_cpuload(rq);
8794
8795                 /*
8796                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
8797                  * which is not scaled with the CPU capacity.
8798                  */
8799
8800                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
8801                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
8802                         continue;
8803
8804                 /*
8805                  * For the load comparisons with the other CPU's, consider
8806                  * the weighted_cpuload() scaled with the CPU capacity, so
8807                  * that the load can be moved away from the CPU that is
8808                  * potentially running at a lower capacity.
8809                  *
8810                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
8811                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
8812                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
8813                  * our previous maximum.
8814                  */
8815                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8816                         busiest_load = wl;
8817                         busiest_capacity = capacity;
8818                         busiest = rq;
8819                 }
8820         }
8821
8822         return busiest;
8823 }
8824
8825 /*
8826  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8827  * so long as it is large enough.
8828  */
8829 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8830
8831 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8832 {
8833         struct sched_domain *sd = env->sd;
8834
8835         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
8836
8837                 /*
8838                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8839                  * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
8840                  * highest priority CPUs.
8841                  */
8842                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
8843                     sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu))
8844                         return 1;
8845         }
8846
8847         /*
8848          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8849          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8850          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8851          * available on dst_cpu.
8852          */
8853         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8854             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8855                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8856                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8857                         return 1;
8858         }
8859
8860         if (env->src_grp_type == group_misfit_task)
8861                 return 1;
8862
8863         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8864 }
8865
8866 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8867
8868 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8869 {
8870         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8871         int cpu, balance_cpu = -1;
8872
8873         /*
8874          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
8875          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
8876          */
8877         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
8878                 return 0;
8879
8880         /*
8881          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
8882          * to do the newly idle load balance.
8883          */
8884         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8885                 return 1;
8886
8887         /* Try to find first idle CPU */
8888         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
8889                 if (!idle_cpu(cpu))
8890                         continue;
8891
8892                 balance_cpu = cpu;
8893                 break;
8894         }
8895
8896         if (balance_cpu == -1)
8897                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8898
8899         /*
8900          * First idle CPU or the first CPU(busiest) in this sched group
8901          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8902          */
8903         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8904 }
8905
8906 /*
8907  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8908  * tasks if there is an imbalance.
8909  */
8910 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8911                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8912                         int *continue_balancing)
8913 {
8914         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8915         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8916         struct sched_group *group;
8917         struct rq *busiest;
8918         struct rq_flags rf;
8919         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8920
8921         struct lb_env env = {
8922                 .sd             = sd,
8923                 .dst_cpu        = this_cpu,
8924                 .dst_rq         = this_rq,
8925                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
8926                 .idle           = idle,
8927                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8928                 .cpus           = cpus,
8929                 .fbq_type       = all,
8930                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8931         };
8932
8933         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
8934
8935         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
8936
8937 redo:
8938         if (!should_we_balance(&env)) {
8939                 *continue_balancing = 0;
8940                 goto out_balanced;
8941         }
8942
8943         group = find_busiest_group(&env);
8944         if (!group) {
8945                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
8946                 goto out_balanced;
8947         }
8948
8949         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8950         if (!busiest) {
8951                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
8952                 goto out_balanced;
8953         }
8954
8955         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8956
8957         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8958
8959         env.src_cpu = busiest->cpu;
8960         env.src_rq = busiest;
8961
8962         ld_moved = 0;
8963         if (busiest->nr_running > 1) {
8964                 /*
8965                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8966                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8967                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8968                  * correctly treated as an imbalance.
8969                  */
8970                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8971                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8972
8973 more_balance:
8974                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
8975                 update_rq_clock(busiest);
8976
8977                 /*
8978                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8979                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8980                  */
8981                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8982
8983                 /*
8984                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8985                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8986                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8987                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8988                  * See task_rq_lock() family for the details.
8989                  */
8990
8991                 rq_unlock(busiest, &rf);
8992
8993                 if (cur_ld_moved) {
8994                         attach_tasks(&env);
8995                         ld_moved += cur_ld_moved;
8996                 }
8997
8998                 local_irq_restore(rf.flags);
8999
9000                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
9001                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
9002                         goto more_balance;
9003                 }
9004
9005                 /*
9006                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
9007                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
9008                  * where they can run. The upper limit on how many times we
9009                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
9010                  * sched_group.
9011                  *
9012                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
9013                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
9014                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
9015                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
9016                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
9017                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
9018                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
9019                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
9020                  * This however should not happen so much in practice and
9021                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
9022                  * excess load moved.
9023                  */
9024                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
9025
9026                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
9027                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
9028
9029                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
9030                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
9031                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
9032                         env.loop         = 0;
9033                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
9034
9035                         /*
9036                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
9037                          * need to continue with same src_cpu.
9038                          */
9039                         goto more_balance;
9040                 }
9041
9042                 /*
9043                  * We failed to reach balance because of affinity.
9044                  */
9045                 if (sd_parent) {
9046                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9047
9048                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
9049                                 *group_imbalance = 1;
9050                 }
9051
9052                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
9053                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9054                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
9055                         /*
9056                          * Attempting to continue load balancing at the current
9057                          * sched_domain level only makes sense if there are
9058                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
9059                          * pull load from which are not contained within the
9060                          * destination group that is receiving any migrated
9061                          * load.
9062                          */
9063                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
9064                                 env.loop = 0;
9065                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
9066                                 goto redo;
9067                         }
9068                         goto out_all_pinned;
9069                 }
9070         }
9071
9072         if (!ld_moved) {
9073                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
9074                 /*
9075                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
9076                  * We do not want newidle balance, which can be very
9077                  * frequent, pollute the failure counter causing
9078                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
9079                  */
9080                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
9081                         sd->nr_balance_failed++;
9082
9083                 if (need_active_balance(&env)) {
9084                         unsigned long flags;
9085
9086                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
9087
9088                         /*
9089                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
9090                          * if the curr task on busiest CPU can't be
9091                          * moved to this_cpu:
9092                          */
9093                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
9094                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
9095                                                             flags);
9096                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9097                                 goto out_one_pinned;
9098                         }
9099
9100                         /*
9101                          * ->active_balance synchronizes accesses to
9102                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
9103                          * only after active load balance is finished.
9104                          */
9105                         if (!busiest->active_balance) {
9106                                 busiest->active_balance = 1;
9107                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
9108                                 active_balance = 1;
9109                         }
9110                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
9111
9112                         if (active_balance) {
9113                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
9114                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
9115                                         &busiest->active_balance_work);
9116                         }
9117
9118                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
9119                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
9120                 }
9121         } else
9122                 sd->nr_balance_failed = 0;
9123
9124         if (likely(!active_balance)) {
9125                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
9126                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
9127         } else {
9128                 /*
9129                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
9130                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
9131                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
9132                  * detach_tasks).
9133                  */
9134                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
9135                         sd->balance_interval *= 2;
9136         }
9137
9138         goto out;
9139
9140 out_balanced:
9141         /*
9142          * We reach balance although we may have faced some affinity
9143          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
9144          */
9145         if (sd_parent) {
9146                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9147
9148                 if (*group_imbalance)
9149                         *group_imbalance = 0;
9150         }
9151
9152 out_all_pinned:
9153         /*
9154          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9155          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9156          * can try to migrate them.
9157          */
9158         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9159
9160         sd->nr_balance_failed = 0;
9161
9162 out_one_pinned:
9163         ld_moved = 0;
9164
9165         /*
9166          * idle_balance() disregards balance intervals, so we could repeatedly
9167          * reach this code, which would lead to balance_interval skyrocketting
9168          * in a short amount of time. Skip the balance_interval increase logic
9169          * to avoid that.
9170          */
9171         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9172                 goto out;
9173
9174         /* tune up the balancing interval */
9175         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
9176              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
9177             sd->balance_interval < sd->max_interval)
9178                 sd->balance_interval *= 2;
9179 out:
9180         return ld_moved;
9181 }
9182
9183 static inline unsigned long
9184 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
9185 {
9186         unsigned long interval = sd->balance_interval;
9187
9188         if (cpu_busy)
9189                 interval *= sd->busy_factor;
9190
9191         /* scale ms to jiffies */
9192         interval = msecs_to_jiffies(interval);
9193         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9194
9195         return interval;
9196 }
9197
9198 static inline void
9199 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
9200 {
9201         unsigned long interval, next;
9202
9203         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
9204         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
9205         next = sd->last_balance + interval;
9206
9207         if (time_after(*next_balance, next))
9208                 *next_balance = next;
9209 }
9210
9211 /*
9212  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
9213  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9214  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9215  * avoids physical / logical imbalances.
9216  */
9217 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9218 {
9219         struct rq *busiest_rq = data;
9220         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9221         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9222         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9223         struct sched_domain *sd;
9224         struct task_struct *p = NULL;
9225         struct rq_flags rf;
9226
9227         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
9228         /*
9229          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
9230          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
9231          * inactive CPUs.
9232          */
9233         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
9234                 goto out_unlock;
9235
9236         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
9237         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9238                      !busiest_rq->active_balance))
9239                 goto out_unlock;
9240
9241         /* Is there any task to move? */
9242         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9243                 goto out_unlock;
9244
9245         /*
9246          * This condition is "impossible", if it occurs
9247          * we need to fix it. Originally reported by
9248          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
9249          */
9250         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9251
9252         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9253         rcu_read_lock();
9254         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9255                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
9256                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9257                                 break;
9258         }
9259
9260         if (likely(sd)) {
9261                 struct lb_env env = {
9262                         .sd             = sd,
9263                         .dst_cpu        = target_cpu,
9264                         .dst_rq         = target_rq,
9265                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9266                         .src_rq         = busiest_rq,
9267                         .idle           = CPU_IDLE,
9268                         /*
9269                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
9270                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
9271                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
9272                          * about DST_PINNED.
9273                          */
9274                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
9275                 };
9276
9277                 schedstat_inc(sd->alb_count);
9278                 update_rq_clock(busiest_rq);
9279
9280                 p = detach_one_task(&env);
9281                 if (p) {
9282                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
9283                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
9284                         sd->nr_balance_failed = 0;
9285                 } else {
9286                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
9287                 }
9288         }
9289         rcu_read_unlock();
9290 out_unlock:
9291         busiest_rq->active_balance = 0;
9292         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
9293
9294         if (p)
9295                 attach_one_task(target_rq, p);
9296
9297         local_irq_enable();
9298
9299         return 0;
9300 }
9301
9302 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
9303
9304 /*
9305  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
9306  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
9307  */
9308 void update_max_interval(void)
9309 {
9310         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
9311 }
9312
9313 /*
9314  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
9315  * and initiates a balancing operation if so.
9316  *
9317  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
9318  */
9319 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
9320 {
9321         int continue_balancing = 1;
9322         int cpu = rq->cpu;
9323         unsigned long interval;
9324         struct sched_domain *sd;
9325         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9326         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
9327         int update_next_balance = 0;
9328         int need_serialize, need_decay = 0;
9329         u64 max_cost = 0;
9330
9331         rcu_read_lock();
9332         for_each_domain(cpu, sd) {
9333                 /*
9334                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
9335                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
9336                  */
9337                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
9338                         sd->max_newidle_lb_cost =
9339                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
9340                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
9341                         need_decay = 1;
9342                 }
9343                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
9344
9345                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9346                         continue;
9347
9348                 /*
9349                  * Stop the load balance at this level. There is another
9350                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
9351                  * actively.
9352                  */
9353                 if (!continue_balancing) {
9354                         if (need_decay)
9355                                 continue;
9356                         break;
9357                 }
9358
9359                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9360
9361                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
9362                 if (need_serialize) {
9363                         if (!spin_trylock(&balancing))
9364                                 goto out;
9365                 }
9366
9367                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
9368                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
9369                                 /*
9370                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
9371                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
9372                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
9373                                  */
9374                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9375                         }
9376                         sd->last_balance = jiffies;
9377                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9378                 }
9379                 if (need_serialize)
9380                         spin_unlock(&balancing);
9381 out:
9382                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
9383                         next_balance = sd->last_balance + interval;
9384                         update_next_balance = 1;
9385                 }
9386         }
9387         if (need_decay) {
9388                 /*
9389                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
9390                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
9391                  */
9392                 rq->max_idle_balance_cost =
9393                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
9394         }
9395         rcu_read_unlock();
9396
9397         /*
9398          * next_balance will be updated only when there is a need.
9399          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
9400          * updated.
9401          */
9402         if (likely(update_next_balance)) {
9403                 rq->next_balance = next_balance;
9404
9405 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9406                 /*
9407                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
9408                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
9409                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
9410                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
9411                  * balance for itself and we need to update the
9412                  * nohz.next_balance accordingly.
9413                  */
9414                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
9415                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
9416 #endif
9417         }
9418 }
9419
9420 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
9421 {
9422         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
9423 }
9424
9425 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9426 /*
9427  * idle load balancing details
9428  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
9429  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
9430  *   load balancing for all the idle CPUs.
9431  */
9432
9433 static inline int find_new_ilb(void)
9434 {
9435         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
9436
9437         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
9438                 return ilb;
9439
9440         return nr_cpu_ids;
9441 }
9442
9443 /*
9444  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
9445  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
9446  * CPU (if there is one).
9447  */
9448 static void kick_ilb(unsigned int flags)
9449 {
9450         int ilb_cpu;
9451
9452         nohz.next_balance++;
9453
9454         ilb_cpu = find_new_ilb();
9455
9456         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
9457                 return;
9458
9459         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
9460         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
9461                 return;
9462
9463         /*
9464          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
9465          * This way we generate a sched IPI on the target CPU which
9466          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
9467          * will be run before returning from the IPI.
9468          */
9469         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
9470 }
9471
9472 /*
9473  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
9474  * of an idle cpu in the system.
9475  *   - This rq has more than one task.
9476  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
9477  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
9478  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
9479  *     multiple busy cpu.
9480  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
9481  *     domain span are idle.
9482  */
9483 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
9484 {
9485         unsigned long now = jiffies;
9486         struct sched_domain_shared *sds;
9487         struct sched_domain *sd;
9488         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
9489         unsigned int flags = 0;
9490
9491         if (unlikely(rq->idle_balance))
9492                 return;
9493
9494         /*
9495          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9496          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9497          */
9498         nohz_balance_exit_idle(rq);
9499
9500         /*
9501          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9502          * balancing.
9503          */
9504         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9505                 return;
9506
9507         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
9508             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9509                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
9510
9511         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9512                 goto out;
9513
9514         if (rq->nr_running >= 2 || rq->misfit_task_load) {
9515                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9516                 goto out;
9517         }
9518
9519         rcu_read_lock();
9520         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
9521         if (sds) {
9522                 /*
9523                  * XXX: write a coherent comment on why we do this.
9524                  * See also: http://lkml.kernel.org/r/20111202010832.602203411@sbsiddha-desk.sc.intel.com
9525                  */
9526                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
9527                 if (nr_busy > 1) {
9528                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9529                         goto unlock;
9530                 }
9531
9532         }
9533
9534         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9535         if (sd) {
9536                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
9537                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9538                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9539                         goto unlock;
9540                 }
9541         }
9542
9543         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
9544         if (sd) {
9545                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
9546                         if (i == cpu ||
9547                             !cpumask_test_cpu(i, nohz.idle_cpus_mask))
9548                                 continue;
9549
9550                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
9551                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9552                                 goto unlock;
9553                         }
9554                 }
9555         }
9556 unlock:
9557         rcu_read_unlock();
9558 out:
9559         if (flags)
9560                 kick_ilb(flags);
9561 }
9562
9563 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
9564 {
9565         struct sched_domain *sd;
9566
9567         rcu_read_lock();
9568         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9569
9570         if (!sd || !sd->nohz_idle)
9571                 goto unlock;
9572         sd->nohz_idle = 0;
9573
9574         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9575 unlock:
9576         rcu_read_unlock();
9577 }
9578
9579 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
9580 {
9581         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
9582
9583         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
9584                 return;
9585
9586         rq->nohz_tick_stopped = 0;
9587         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9588         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
9589
9590         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
9591 }
9592
9593 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
9594 {
9595         struct sched_domain *sd;
9596
9597         rcu_read_lock();
9598         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9599
9600         if (!sd || sd->nohz_idle)
9601                 goto unlock;
9602         sd->nohz_idle = 1;
9603
9604         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9605 unlock:
9606         rcu_read_unlock();
9607 }
9608
9609 /*
9610  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
9611  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
9612  */
9613 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
9614 {
9615         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9616
9617         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
9618
9619         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
9620         if (!cpu_active(cpu))
9621                 return;
9622
9623         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
9624         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
9625                 return;
9626
9627         /*
9628          * Can be set safely without rq->lock held
9629          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
9630          * rq->lock is held during the check and the clear
9631          */
9632         rq->has_blocked_load = 1;
9633
9634         /*
9635          * The tick is still stopped but load could have been added in the
9636          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
9637          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
9638          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
9639          */
9640         if (rq->nohz_tick_stopped)
9641                 goto out;
9642
9643         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
9644         if (on_null_domain(rq))
9645                 return;
9646
9647         rq->nohz_tick_stopped = 1;
9648
9649         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9650         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
9651
9652         /*
9653          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
9654          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
9655          * store.
9656          */
9657         smp_mb__after_atomic();
9658
9659         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
9660
9661 out:
9662         /*
9663          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
9664          * enable the periodic update of the load of idle cpus
9665          */
9666         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9667 }
9668
9669 /*
9670  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
9671  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
9672  * tasks movement depending of flags.
9673  * The function returns false if the loop has stopped before running
9674  * through all idle CPUs.
9675  */
9676 static bool _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
9677                                enum cpu_idle_type idle)
9678 {
9679         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9680         unsigned long now = jiffies;
9681         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
9682         bool has_blocked_load = false;
9683         int update_next_balance = 0;
9684         int this_cpu = this_rq->cpu;
9685         int balance_cpu;
9686         int ret = false;
9687         struct rq *rq;
9688
9689         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
9690
9691         /*
9692          * We assume there will be no idle load after this update and clear
9693          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
9694          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
9695          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
9696          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
9697          * check the load of an idle cpu.
9698          */
9699         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
9700
9701         /*
9702          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
9703          * store from nohz_balance_enter_idle().
9704          */
9705         smp_mb();
9706
9707         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
9708                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
9709                         continue;
9710
9711                 /*
9712                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
9713                  * work being done for other CPUs. Next load
9714                  * balancing owner will pick it up.
9715                  */
9716                 if (need_resched()) {
9717                         has_blocked_load = true;
9718                         goto abort;
9719                 }
9720
9721                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
9722
9723                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq, true);
9724
9725                 /*
9726                  * If time for next balance is due,
9727                  * do the balance.
9728                  */
9729                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
9730                         struct rq_flags rf;
9731
9732                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9733                         update_rq_clock(rq);
9734                         cpu_load_update_idle(rq);
9735                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9736
9737                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9738                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
9739                 }
9740
9741                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
9742                         next_balance = rq->next_balance;
9743                         update_next_balance = 1;
9744                 }
9745         }
9746
9747         /* Newly idle CPU doesn't need an update */
9748         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
9749                 update_blocked_averages(this_cpu);
9750                 has_blocked_load |= this_rq->has_blocked_load;
9751         }
9752
9753         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9754                 rebalance_domains(this_rq, CPU_IDLE);
9755
9756         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
9757                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
9758
9759         /* The full idle balance loop has been done */
9760         ret = true;
9761
9762 abort:
9763         /* There is still blocked load, enable periodic update */
9764         if (has_blocked_load)
9765                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9766
9767         /*
9768          * next_balance will be updated only when there is a need.
9769          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
9770          * updated.
9771          */
9772         if (likely(update_next_balance))
9773                 nohz.next_balance = next_balance;
9774
9775         return ret;
9776 }
9777
9778 /*
9779  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
9780  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
9781  */
9782 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9783 {
9784         int this_cpu = this_rq->cpu;
9785         unsigned int flags;
9786
9787         if (!(atomic_read(nohz_flags(this_cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
9788                 return false;
9789
9790         if (idle != CPU_IDLE) {
9791                 atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9792                 return false;
9793         }
9794
9795         /* could be _relaxed() */
9796         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9797         if (!(flags & NOHZ_KICK_MASK))
9798                 return false;
9799
9800         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
9801
9802         return true;
9803 }
9804
9805 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
9806 {
9807         int this_cpu = this_rq->cpu;
9808
9809         /*
9810          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
9811          * housekeeping
9812          */
9813         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
9814                 return;
9815
9816         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
9817         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
9818                 return;
9819
9820         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
9821         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
9822             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9823                 return;
9824
9825         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9826         /*
9827          * This CPU is going to be idle and blocked load of idle CPUs
9828          * need to be updated. Run the ilb locally as it is a good
9829          * candidate for ilb instead of waking up another idle CPU.
9830          * Kick an normal ilb if we failed to do the update.
9831          */
9832         if (!_nohz_idle_balance(this_rq, NOHZ_STATS_KICK, CPU_NEWLY_IDLE))
9833                 kick_ilb(NOHZ_STATS_KICK);
9834         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9835 }
9836
9837 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9838 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
9839
9840 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9841 {
9842         return false;
9843 }
9844
9845 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
9846 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9847
9848 /*
9849  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
9850  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
9851  */
9852 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
9853 {
9854         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
9855         int this_cpu = this_rq->cpu;
9856         struct sched_domain *sd;
9857         int pulled_task = 0;
9858         u64 curr_cost = 0;
9859
9860         /*
9861          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
9862          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
9863          */
9864         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
9865
9866         /*
9867          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
9868          */
9869         if (!cpu_active(this_cpu))
9870                 return 0;
9871
9872         /*
9873          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
9874          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
9875          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
9876          * re-start the picking loop.
9877          */
9878         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
9879
9880         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
9881             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
9882
9883                 rcu_read_lock();
9884                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
9885                 if (sd)
9886                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9887                 rcu_read_unlock();
9888
9889                 nohz_newidle_balance(this_rq);
9890
9891                 goto out;
9892         }
9893
9894         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9895
9896         update_blocked_averages(this_cpu);
9897         rcu_read_lock();
9898         for_each_domain(this_cpu, sd) {
9899                 int continue_balancing = 1;
9900                 u64 t0, domain_cost;
9901
9902                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9903                         continue;
9904
9905                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
9906                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9907                         break;
9908                 }
9909
9910                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
9911                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
9912
9913                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
9914                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
9915                                                    &continue_balancing);
9916
9917                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
9918                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
9919                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
9920
9921                         curr_cost += domain_cost;
9922                 }
9923
9924                 update_next_balance(sd, &next_balance);
9925
9926                 /*
9927                  * Stop searching for tasks to pull if there are
9928                  * now runnable tasks on this rq.
9929                  */
9930                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
9931                         break;
9932         }
9933         rcu_read_unlock();
9934
9935         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9936
9937         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
9938                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
9939
9940 out:
9941         /*
9942          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
9943          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
9944          * pretend we pulled a task.
9945          */
9946         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
9947                 pulled_task = 1;
9948
9949         /* Move the next balance forward */
9950         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
9951                 this_rq->next_balance = next_balance;
9952
9953         /* Is there a task of a high priority class? */
9954         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
9955                 pulled_task = -1;
9956
9957         if (pulled_task)
9958                 this_rq->idle_stamp = 0;
9959
9960         rq_repin_lock(this_rq, rf);
9961
9962         return pulled_task;
9963 }
9964
9965 /*
9966  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
9967  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
9968  */
9969 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
9970 {
9971         struct rq *this_rq = this_rq();
9972         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
9973                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9974
9975         /*
9976          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
9977          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
9978          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
9979          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
9980          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
9981          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9982          */
9983         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
9984                 return;
9985
9986         /* normal load balance */
9987         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
9988         rebalance_domains(this_rq, idle);
9989 }
9990
9991 /*
9992  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9993  */
9994 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9995 {
9996         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9997         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9998                 return;
9999
10000         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
10001                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
10002
10003         nohz_balancer_kick(rq);
10004 }
10005
10006 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
10007 {
10008         update_sysctl();
10009
10010         update_runtime_enabled(rq);
10011 }
10012
10013 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
10014 {
10015         update_sysctl();
10016
10017         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
10018         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
10019 }
10020
10021 #endif /* CONFIG_SMP */
10022
10023 /*
10024  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
10025  *
10026  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
10027  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
10028  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
10029  * parameters.
10030  */
10031 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
10032 {
10033         struct cfs_rq *cfs_rq;
10034         struct sched_entity *se = &curr->se;
10035
10036         for_each_sched_entity(se) {
10037                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10038                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
10039         }
10040
10041         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
10042                 task_tick_numa(rq, curr);
10043
10044         update_misfit_status(curr, rq);
10045         update_overutilized_status(task_rq(curr));
10046 }
10047
10048 /*
10049  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
10050  *  - child not yet on the tasklist
10051  *  - preemption disabled
10052  */
10053 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
10054 {
10055         struct cfs_rq *cfs_rq;
10056         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
10057         struct rq *rq = this_rq();
10058         struct rq_flags rf;
10059
10060         rq_lock(rq, &rf);
10061         update_rq_clock(rq);
10062
10063         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
10064         curr = cfs_rq->curr;
10065         if (curr) {
10066                 update_curr(cfs_rq);
10067                 se->vruntime = curr->vruntime;
10068         }
10069         place_entity(cfs_rq, se, 1);
10070
10071         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
10072                 /*
10073                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
10074                  * 'current' within the tree based on its new key value.
10075                  */
10076                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
10077                 resched_curr(rq);
10078         }
10079
10080         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10081         rq_unlock(rq, &rf);
10082 }
10083
10084 /*
10085  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
10086  * the current task.
10087  */
10088 static void
10089 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
10090 {
10091         if (!task_on_rq_queued(p))
10092                 return;
10093
10094         /*
10095          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
10096          * our priority decreased, or if we are not currently running on
10097          * this runqueue and our priority is higher than the current's
10098          */
10099         if (rq->curr == p) {
10100                 if (p->prio > oldprio)
10101                         resched_curr(rq);
10102         } else
10103                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
10104 }
10105
10106 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
10107 {
10108         struct sched_entity *se = &p->se;
10109
10110         /*
10111          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
10112          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
10113          * vruntime.
10114          */
10115         if (p->on_rq)
10116                 return true;
10117
10118         /*
10119          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
10120          * But there are some cases where it has already been normalized:
10121          *
10122          * - A forked child which is waiting for being woken up by
10123          *   wake_up_new_task().
10124          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
10125          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
10126          */
10127         if (!se->sum_exec_runtime ||
10128             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
10129                 return true;
10130
10131         return false;
10132 }
10133
10134 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10135 /*
10136  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
10137  * visible to the root
10138  */
10139 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10140 {
10141         struct cfs_rq *cfs_rq;
10142
10143         /* Start to propagate at parent */
10144         se = se->parent;
10145
10146         for_each_sched_entity(se) {
10147                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10148
10149                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
10150                         break;
10151
10152                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
10153         }
10154 }
10155 #else
10156 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
10157 #endif
10158
10159 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10160 {
10161         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10162
10163         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
10164         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10165         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10166         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10167         propagate_entity_cfs_rq(se);
10168 }
10169
10170 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10171 {
10172         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10173
10174 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10175         /*
10176          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
10177          * class maintain depth value), reset depth properly.
10178          */
10179         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10180 #endif
10181
10182         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
10183         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
10184         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10185         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10186         propagate_entity_cfs_rq(se);
10187 }
10188
10189 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10190 {
10191         struct sched_entity *se = &p->se;
10192         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10193
10194         if (!vruntime_normalized(p)) {
10195                 /*
10196                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
10197                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
10198                  */
10199                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
10200                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10201         }
10202
10203         detach_entity_cfs_rq(se);
10204 }
10205
10206 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10207 {
10208         struct sched_entity *se = &p->se;
10209         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10210
10211         attach_entity_cfs_rq(se);
10212
10213         if (!vruntime_normalized(p))
10214                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
10215 }
10216
10217 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10218 {
10219         detach_task_cfs_rq(p);
10220 }
10221
10222 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10223 {
10224         attach_task_cfs_rq(p);
10225
10226         if (task_on_rq_queued(p)) {
10227                 /*
10228                  * We were most likely switched from sched_rt, so
10229                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
10230                  * if we can still preempt the current task.
10231                  */
10232                 if (rq->curr == p)
10233                         resched_curr(rq);
10234                 else
10235                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
10236         }
10237 }
10238
10239 /* Account for a task changing its policy or group.
10240  *
10241  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
10242  * migrates between groups/classes.
10243  */
10244 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
10245 {
10246         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
10247
10248         for_each_sched_entity(se) {
10249                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10250
10251                 set_next_entity(cfs_rq, se);
10252                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
10253                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
10254         }
10255 }
10256
10257 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
10258 {
10259         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
10260         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
10261 #ifndef CONFIG_64BIT
10262         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
10263 #endif
10264 #ifdef CONFIG_SMP
10265         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
10266 #endif
10267 }
10268
10269 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10270 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
10271 {
10272         struct sched_entity *se = &p->se;
10273
10274         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10275         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10276 }
10277
10278 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
10279 {
10280         detach_task_cfs_rq(p);
10281         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10282
10283 #ifdef CONFIG_SMP
10284         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
10285         p->se.avg.last_update_time = 0;
10286 #endif
10287         attach_task_cfs_rq(p);
10288 }
10289
10290 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
10291 {
10292         switch (type) {
10293         case TASK_SET_GROUP:
10294                 task_set_group_fair(p);
10295                 break;
10296
10297         case TASK_MOVE_GROUP:
10298                 task_move_group_fair(p);
10299                 break;
10300         }
10301 }
10302
10303 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10304 {
10305         int i;
10306
10307         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10308
10309         for_each_possible_cpu(i) {
10310                 if (tg->cfs_rq)
10311                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
10312                 if (tg->se)
10313                         kfree(tg->se[i]);
10314         }
10315
10316         kfree(tg->cfs_rq);
10317         kfree(tg->se);
10318 }
10319
10320 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10321 {
10322         struct sched_entity *se;
10323         struct cfs_rq *cfs_rq;
10324         int i;
10325
10326         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
10327         if (!tg->cfs_rq)
10328                 goto err;
10329         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
10330         if (!tg->se)
10331                 goto err;
10332
10333         tg->shares = NICE_0_LOAD;
10334
10335         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10336
10337         for_each_possible_cpu(i) {
10338                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
10339                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10340                 if (!cfs_rq)
10341                         goto err;
10342
10343                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
10344                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10345                 if (!se)
10346                         goto err_free_rq;
10347
10348                 init_cfs_rq(cfs_rq);
10349                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
10350                 init_entity_runnable_average(se);
10351         }
10352
10353         return 1;
10354
10355 err_free_rq:
10356         kfree(cfs_rq);
10357 err:
10358         return 0;
10359 }
10360
10361 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10362 {
10363         struct sched_entity *se;
10364         struct rq *rq;
10365         int i;
10366
10367         for_each_possible_cpu(i) {
10368                 rq = cpu_rq(i);
10369                 se = tg->se[i];
10370
10371                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
10372                 update_rq_clock(rq);
10373                 attach_entity_cfs_rq(se);
10374                 sync_throttle(tg, i);
10375                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
10376         }
10377 }
10378
10379 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10380 {
10381         unsigned long flags;
10382         struct rq *rq;
10383         int cpu;
10384
10385         for_each_possible_cpu(cpu) {
10386                 if (tg->se[cpu])
10387                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
10388
10389                 /*
10390                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
10391                  * check on_list without danger of it being re-added.
10392                  */
10393                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
10394                         continue;
10395
10396                 rq = cpu_rq(cpu);
10397
10398                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
10399                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
10400                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
10401         }
10402 }
10403
10404 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
10405                         struct sched_entity *se, int cpu,
10406                         struct sched_entity *parent)
10407 {
10408         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10409
10410         cfs_rq->tg = tg;
10411         cfs_rq->rq = rq;
10412         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
10413
10414         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
10415         tg->se[cpu] = se;
10416
10417         /* se could be NULL for root_task_group */
10418         if (!se)
10419                 return;
10420
10421         if (!parent) {
10422                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
10423                 se->depth = 0;
10424         } else {
10425                 se->cfs_rq = parent->my_q;
10426                 se->depth = parent->depth + 1;
10427         }
10428
10429         se->my_q = cfs_rq;
10430         /* guarantee group entities always have weight */
10431         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
10432         se->parent = parent;
10433 }
10434
10435 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
10436
10437 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
10438 {
10439         int i;
10440
10441         /*
10442          * We can't change the weight of the root cgroup.
10443          */
10444         if (!tg->se[0])
10445                 return -EINVAL;
10446
10447         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
10448
10449         mutex_lock(&shares_mutex);
10450         if (tg->shares == shares)
10451                 goto done;
10452
10453         tg->shares = shares;
10454         for_each_possible_cpu(i) {
10455                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
10456                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
10457                 struct rq_flags rf;
10458
10459                 /* Propagate contribution to hierarchy */
10460                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10461                 update_rq_clock(rq);
10462                 for_each_sched_entity(se) {
10463                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
10464                         update_cfs_group(se);
10465                 }
10466                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10467         }
10468
10469 done:
10470         mutex_unlock(&shares_mutex);
10471         return 0;
10472 }
10473 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10474
10475 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10476
10477 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10478 {
10479         return 1;
10480 }
10481
10482 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10483
10484 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10485
10486 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10487
10488
10489 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
10490 {
10491         struct sched_entity *se = &task->se;
10492         unsigned int rr_interval = 0;
10493
10494         /*
10495          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
10496          * idle runqueue:
10497          */
10498         if (rq->cfs.load.weight)
10499                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
10500
10501         return rr_interval;
10502 }
10503
10504 /*
10505  * All the scheduling class methods:
10506  */
10507 const struct sched_class fair_sched_class = {
10508         .next                   = &idle_sched_class,
10509         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
10510         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
10511         .yield_task             = yield_task_fair,
10512         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
10513
10514         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
10515
10516         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
10517         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
10518
10519 #ifdef CONFIG_SMP
10520         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
10521         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
10522
10523         .rq_online              = rq_online_fair,
10524         .rq_offline             = rq_offline_fair,
10525
10526         .task_dead              = task_dead_fair,
10527         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
10528 #endif
10529
10530         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
10531         .task_tick              = task_tick_fair,
10532         .task_fork              = task_fork_fair,
10533
10534         .prio_changed           = prio_changed_fair,
10535         .switched_from          = switched_from_fair,
10536         .switched_to            = switched_to_fair,
10537
10538         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
10539
10540         .update_curr            = update_curr_fair,
10541
10542 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10543         .task_change_group      = task_change_group_fair,
10544 #endif
10545 };
10546
10547 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
10548 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
10549 {
10550         struct cfs_rq *cfs_rq;
10551
10552         rcu_read_lock();
10553         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
10554                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
10555         rcu_read_unlock();
10556 }
10557
10558 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10559 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
10560 {
10561         int node;
10562         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
10563
10564         for_each_online_node(node) {
10565                 if (p->numa_faults) {
10566                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
10567                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10568                 }
10569                 if (p->numa_group) {
10570                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
10571                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10572                 }
10573                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
10574         }
10575 }
10576 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10577 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
10578
10579 __init void init_sched_fair_class(void)
10580 {
10581 #ifdef CONFIG_SMP
10582         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
10583
10584 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10585         nohz.next_balance = jiffies;
10586         nohz.next_blocked = jiffies;
10587         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
10588 #endif
10589 #endif /* SMP */
10590
10591 }