Merge tag 'sched-urgent-2020-11-22' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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 /*
26  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
27  *
28  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
29  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
30  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
31  * based scheduling concepts.
32  *
33  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
34  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
35  *
36  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
37  */
38 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
39 static unsigned int normalized_sysctl_sched_latency     = 6000000ULL;
40
41 /*
42  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
43  *
44  * Options are:
45  *
46  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
47  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
48  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
49  *
50  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
51  */
52 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
53
54 /*
55  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
56  *
57  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
58  */
59 unsigned int sysctl_sched_min_granularity                       = 750000ULL;
60 static unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity     = 750000ULL;
61
62 /*
63  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
64  */
65 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
66
67 /*
68  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
69  * parent will (try to) run first.
70  */
71 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
72
73 /*
74  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
75  *
76  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
77  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
78  * have immediate wakeup/sleep latencies.
79  *
80  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
81  */
82 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity                    = 1000000UL;
83 static unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity  = 1000000UL;
84
85 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
86
87 int sched_thermal_decay_shift;
88 static int __init setup_sched_thermal_decay_shift(char *str)
89 {
90         int _shift = 0;
91
92         if (kstrtoint(str, 0, &_shift))
93                 pr_warn("Unable to set scheduler thermal pressure decay shift parameter\n");
94
95         sched_thermal_decay_shift = clamp(_shift, 0, 10);
96         return 1;
97 }
98 __setup("sched_thermal_decay_shift=", setup_sched_thermal_decay_shift);
99
100 #ifdef CONFIG_SMP
101 /*
102  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
103  */
104 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
105 {
106         return -cpu;
107 }
108
109 /*
110  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity.
111  *
112  * (default: ~20%)
113  */
114 #define fits_capacity(cap, max) ((cap) * 1280 < (max) * 1024)
115
116 #endif
117
118 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
119 /*
120  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
121  * each time a cfs_rq requests quota.
122  *
123  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
124  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
125  * we will always only issue the remaining available time.
126  *
127  * (default: 5 msec, units: microseconds)
128  */
129 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
130 #endif
131
132 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
133 {
134         lw->weight += inc;
135         lw->inv_weight = 0;
136 }
137
138 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
139 {
140         lw->weight -= dec;
141         lw->inv_weight = 0;
142 }
143
144 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
145 {
146         lw->weight = w;
147         lw->inv_weight = 0;
148 }
149
150 /*
151  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
152  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
153  * to users decreases. But the relationship is not linear,
154  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
155  * number of CPUs.
156  *
157  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
158  */
159 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
160 {
161         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
162         unsigned int factor;
163
164         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
165         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
166                 factor = 1;
167                 break;
168         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
169                 factor = cpus;
170                 break;
171         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
172         default:
173                 factor = 1 + ilog2(cpus);
174                 break;
175         }
176
177         return factor;
178 }
179
180 static void update_sysctl(void)
181 {
182         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
183
184 #define SET_SYSCTL(name) \
185         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
186         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
187         SET_SYSCTL(sched_latency);
188         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
189 #undef SET_SYSCTL
190 }
191
192 void __init sched_init_granularity(void)
193 {
194         update_sysctl();
195 }
196
197 #define WMULT_CONST     (~0U)
198 #define WMULT_SHIFT     32
199
200 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
201 {
202         unsigned long w;
203
204         if (likely(lw->inv_weight))
205                 return;
206
207         w = scale_load_down(lw->weight);
208
209         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
210                 lw->inv_weight = 1;
211         else if (unlikely(!w))
212                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
213         else
214                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
215 }
216
217 /*
218  * delta_exec * weight / lw.weight
219  *   OR
220  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
221  *
222  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
223  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
224  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
225  *
226  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
227  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
228  */
229 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
230 {
231         u64 fact = scale_load_down(weight);
232         int shift = WMULT_SHIFT;
233
234         __update_inv_weight(lw);
235
236         if (unlikely(fact >> 32)) {
237                 while (fact >> 32) {
238                         fact >>= 1;
239                         shift--;
240                 }
241         }
242
243         fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
244
245         while (fact >> 32) {
246                 fact >>= 1;
247                 shift--;
248         }
249
250         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
251 }
252
253
254 const struct sched_class fair_sched_class;
255
256 /**************************************************************
257  * CFS operations on generic schedulable entities:
258  */
259
260 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
261 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
262 {
263         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
264         return container_of(se, struct task_struct, se);
265 }
266
267 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
268 #define for_each_sched_entity(se) \
269                 for (; se; se = se->parent)
270
271 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
272 {
273         return p->se.cfs_rq;
274 }
275
276 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
277 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
278 {
279         return se->cfs_rq;
280 }
281
282 /* runqueue "owned" by this group */
283 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
284 {
285         return grp->my_q;
286 }
287
288 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
289 {
290         if (!path)
291                 return;
292
293         if (cfs_rq && task_group_is_autogroup(cfs_rq->tg))
294                 autogroup_path(cfs_rq->tg, path, len);
295         else if (cfs_rq && cfs_rq->tg->css.cgroup)
296                 cgroup_path(cfs_rq->tg->css.cgroup, path, len);
297         else
298                 strlcpy(path, "(null)", len);
299 }
300
301 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
302 {
303         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
304         int cpu = cpu_of(rq);
305
306         if (cfs_rq->on_list)
307                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
308
309         cfs_rq->on_list = 1;
310
311         /*
312          * Ensure we either appear before our parent (if already
313          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
314          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
315          * reduces this to two cases and a special case for the root
316          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
317          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
318          * to a tree or when we reach the top of the tree
319          */
320         if (cfs_rq->tg->parent &&
321             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
322                 /*
323                  * If parent is already on the list, we add the child
324                  * just before. Thanks to circular linked property of
325                  * the list, this means to put the child at the tail
326                  * of the list that starts by parent.
327                  */
328                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
329                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
330                 /*
331                  * The branch is now connected to its tree so we can
332                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
333                  * list.
334                  */
335                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
336                 return true;
337         }
338
339         if (!cfs_rq->tg->parent) {
340                 /*
341                  * cfs rq without parent should be put
342                  * at the tail of the list.
343                  */
344                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
345                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
346                 /*
347                  * We have reach the top of a tree so we can reset
348                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
349                  */
350                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
351                 return true;
352         }
353
354         /*
355          * The parent has not already been added so we want to
356          * make sure that it will be put after us.
357          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
358          * where we will add parent.
359          */
360         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
361         /*
362          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
363          * of the branch
364          */
365         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
366         return false;
367 }
368
369 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
370 {
371         if (cfs_rq->on_list) {
372                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
373
374                 /*
375                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
376                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
377                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
378                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
379                  * at the end of the enqueue.
380                  */
381                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
382                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
383
384                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
385                 cfs_rq->on_list = 0;
386         }
387 }
388
389 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
390 {
391         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
392 }
393
394 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
395 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
396         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
397                                  leaf_cfs_rq_list)
398
399 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
400 static inline struct cfs_rq *
401 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
402 {
403         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
404                 return se->cfs_rq;
405
406         return NULL;
407 }
408
409 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
410 {
411         return se->parent;
412 }
413
414 static void
415 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
416 {
417         int se_depth, pse_depth;
418
419         /*
420          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
421          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
422          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
423          * parent.
424          */
425
426         /* First walk up until both entities are at same depth */
427         se_depth = (*se)->depth;
428         pse_depth = (*pse)->depth;
429
430         while (se_depth > pse_depth) {
431                 se_depth--;
432                 *se = parent_entity(*se);
433         }
434
435         while (pse_depth > se_depth) {
436                 pse_depth--;
437                 *pse = parent_entity(*pse);
438         }
439
440         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
441                 *se = parent_entity(*se);
442                 *pse = parent_entity(*pse);
443         }
444 }
445
446 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
447
448 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
449 {
450         return container_of(se, struct task_struct, se);
451 }
452
453 #define for_each_sched_entity(se) \
454                 for (; se; se = NULL)
455
456 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
457 {
458         return &task_rq(p)->cfs;
459 }
460
461 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
462 {
463         struct task_struct *p = task_of(se);
464         struct rq *rq = task_rq(p);
465
466         return &rq->cfs;
467 }
468
469 /* runqueue "owned" by this group */
470 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
471 {
472         return NULL;
473 }
474
475 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
476 {
477         if (path)
478                 strlcpy(path, "(null)", len);
479 }
480
481 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
482 {
483         return true;
484 }
485
486 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
487 {
488 }
489
490 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
491 {
492 }
493
494 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
495                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
496
497 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
498 {
499         return NULL;
500 }
501
502 static inline void
503 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
504 {
505 }
506
507 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
508
509 static __always_inline
510 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
511
512 /**************************************************************
513  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
514  */
515
516 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
517 {
518         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
519         if (delta > 0)
520                 max_vruntime = vruntime;
521
522         return max_vruntime;
523 }
524
525 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
526 {
527         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
528         if (delta < 0)
529                 min_vruntime = vruntime;
530
531         return min_vruntime;
532 }
533
534 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
535                                 struct sched_entity *b)
536 {
537         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
538 }
539
540 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
541 {
542         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
543         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
544
545         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
546
547         if (curr) {
548                 if (curr->on_rq)
549                         vruntime = curr->vruntime;
550                 else
551                         curr = NULL;
552         }
553
554         if (leftmost) { /* non-empty tree */
555                 struct sched_entity *se;
556                 se = rb_entry(leftmost, struct sched_entity, run_node);
557
558                 if (!curr)
559                         vruntime = se->vruntime;
560                 else
561                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
562         }
563
564         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
565         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
566 #ifndef CONFIG_64BIT
567         smp_wmb();
568         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
569 #endif
570 }
571
572 /*
573  * Enqueue an entity into the rb-tree:
574  */
575 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
576 {
577         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
578         struct rb_node *parent = NULL;
579         struct sched_entity *entry;
580         bool leftmost = true;
581
582         /*
583          * Find the right place in the rbtree:
584          */
585         while (*link) {
586                 parent = *link;
587                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
588                 /*
589                  * We dont care about collisions. Nodes with
590                  * the same key stay together.
591                  */
592                 if (entity_before(se, entry)) {
593                         link = &parent->rb_left;
594                 } else {
595                         link = &parent->rb_right;
596                         leftmost = false;
597                 }
598         }
599
600         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
601         rb_insert_color_cached(&se->run_node,
602                                &cfs_rq->tasks_timeline, leftmost);
603 }
604
605 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
606 {
607         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
608 }
609
610 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
611 {
612         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
613
614         if (!left)
615                 return NULL;
616
617         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
618 }
619
620 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
621 {
622         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
623
624         if (!next)
625                 return NULL;
626
627         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
628 }
629
630 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
631 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
632 {
633         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
634
635         if (!last)
636                 return NULL;
637
638         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
639 }
640
641 /**************************************************************
642  * Scheduling class statistics methods:
643  */
644
645 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
646                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
647 {
648         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
649         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
650
651         if (ret || !write)
652                 return ret;
653
654         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
655                                         sysctl_sched_min_granularity);
656
657 #define WRT_SYSCTL(name) \
658         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
659         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
660         WRT_SYSCTL(sched_latency);
661         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
662 #undef WRT_SYSCTL
663
664         return 0;
665 }
666 #endif
667
668 /*
669  * delta /= w
670  */
671 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
672 {
673         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
674                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
675
676         return delta;
677 }
678
679 /*
680  * The idea is to set a period in which each task runs once.
681  *
682  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
683  * this period because otherwise the slices get too small.
684  *
685  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
686  */
687 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
688 {
689         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
690                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
691         else
692                 return sysctl_sched_latency;
693 }
694
695 /*
696  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
697  * proportional to the weight.
698  *
699  * s = p*P[w/rw]
700  */
701 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
702 {
703         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
704
705         for_each_sched_entity(se) {
706                 struct load_weight *load;
707                 struct load_weight lw;
708
709                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
710                 load = &cfs_rq->load;
711
712                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
713                         lw = cfs_rq->load;
714
715                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
716                         load = &lw;
717                 }
718                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
719         }
720         return slice;
721 }
722
723 /*
724  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
725  *
726  * vs = s/w
727  */
728 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
729 {
730         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
731 }
732
733 #include "pelt.h"
734 #ifdef CONFIG_SMP
735
736 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
737 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
738 static unsigned long capacity_of(int cpu);
739
740 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
741 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
742 {
743         struct sched_avg *sa = &se->avg;
744
745         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
746
747         /*
748          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
749          * they get a chance to stabilize to their real load level.
750          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
751          * nothing has been attached to the task group yet.
752          */
753         if (entity_is_task(se))
754                 sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
755
756         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
757 }
758
759 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
760
761 /*
762  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
763  * based on the cfs_rq's current util_avg:
764  *
765  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
766  *
767  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
768  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
769  * as when the series is a harmonic series.
770  *
771  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
772  * only 1/2 of the left utilization budget:
773  *
774  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
775  *
776  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
777  *
778  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
779  * the beginning would be like:
780  *
781  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
782  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
783  *
784  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
785  * if util_avg > util_avg_cap.
786  */
787 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
788 {
789         struct sched_entity *se = &p->se;
790         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
791         struct sched_avg *sa = &se->avg;
792         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
793         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
794
795         if (cap > 0) {
796                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
797                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
798                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
799
800                         if (sa->util_avg > cap)
801                                 sa->util_avg = cap;
802                 } else {
803                         sa->util_avg = cap;
804                 }
805         }
806
807         sa->runnable_avg = sa->util_avg;
808
809         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
810                 /*
811                  * For !fair tasks do:
812                  *
813                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
814                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
815                 switched_from_fair(rq, p);
816                  *
817                  * such that the next switched_to_fair() has the
818                  * expected state.
819                  */
820                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
821                 return;
822         }
823
824         attach_entity_cfs_rq(se);
825 }
826
827 #else /* !CONFIG_SMP */
828 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
829 {
830 }
831 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
832 {
833 }
834 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
835 {
836 }
837 #endif /* CONFIG_SMP */
838
839 /*
840  * Update the current task's runtime statistics.
841  */
842 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
843 {
844         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
845         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
846         u64 delta_exec;
847
848         if (unlikely(!curr))
849                 return;
850
851         delta_exec = now - curr->exec_start;
852         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
853                 return;
854
855         curr->exec_start = now;
856
857         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
858                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
859
860         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
861         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
862
863         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
864         update_min_vruntime(cfs_rq);
865
866         if (entity_is_task(curr)) {
867                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
868
869                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
870                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
871                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
872         }
873
874         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
875 }
876
877 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
878 {
879         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
880 }
881
882 static inline void
883 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
884 {
885         u64 wait_start, prev_wait_start;
886
887         if (!schedstat_enabled())
888                 return;
889
890         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
891         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
892
893         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
894             likely(wait_start > prev_wait_start))
895                 wait_start -= prev_wait_start;
896
897         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
898 }
899
900 static inline void
901 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
902 {
903         struct task_struct *p;
904         u64 delta;
905
906         if (!schedstat_enabled())
907                 return;
908
909         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
910
911         if (entity_is_task(se)) {
912                 p = task_of(se);
913                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
914                         /*
915                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
916                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
917                          * prior to migration.
918                          */
919                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
920                         return;
921                 }
922                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
923         }
924
925         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
926                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
927         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
928         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
929         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
930 }
931
932 static inline void
933 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
934 {
935         struct task_struct *tsk = NULL;
936         u64 sleep_start, block_start;
937
938         if (!schedstat_enabled())
939                 return;
940
941         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
942         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
943
944         if (entity_is_task(se))
945                 tsk = task_of(se);
946
947         if (sleep_start) {
948                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
949
950                 if ((s64)delta < 0)
951                         delta = 0;
952
953                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
954                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
955
956                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
957                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
958
959                 if (tsk) {
960                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
961                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
962                 }
963         }
964         if (block_start) {
965                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
966
967                 if ((s64)delta < 0)
968                         delta = 0;
969
970                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
971                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
972
973                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
974                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
975
976                 if (tsk) {
977                         if (tsk->in_iowait) {
978                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
979                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
980                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
981                         }
982
983                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
984
985                         /*
986                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
987                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
988                          * amount of time that the task spent sleeping:
989                          */
990                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
991                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
992                                                 (void *)get_wchan(tsk),
993                                                 delta >> 20);
994                         }
995                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
996                 }
997         }
998 }
999
1000 /*
1001  * Task is being enqueued - update stats:
1002  */
1003 static inline void
1004 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1005 {
1006         if (!schedstat_enabled())
1007                 return;
1008
1009         /*
1010          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1011          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1012          */
1013         if (se != cfs_rq->curr)
1014                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
1015
1016         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1017                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1018 }
1019
1020 static inline void
1021 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1022 {
1023
1024         if (!schedstat_enabled())
1025                 return;
1026
1027         /*
1028          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1029          * waiting task:
1030          */
1031         if (se != cfs_rq->curr)
1032                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1033
1034         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1035                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1036
1037                 if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1038                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
1039                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1040                 if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1041                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1042                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1043         }
1044 }
1045
1046 /*
1047  * We are picking a new current task - update its stats:
1048  */
1049 static inline void
1050 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1051 {
1052         /*
1053          * We are starting a new run period:
1054          */
1055         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1056 }
1057
1058 /**************************************************
1059  * Scheduling class queueing methods:
1060  */
1061
1062 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1063 /*
1064  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1065  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1066  * numa_balancing_scan_size.
1067  */
1068 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1069 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1070
1071 /* Portion of address space to scan in MB */
1072 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1073
1074 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1075 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1076
1077 struct numa_group {
1078         refcount_t refcount;
1079
1080         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1081         int nr_tasks;
1082         pid_t gid;
1083         int active_nodes;
1084
1085         struct rcu_head rcu;
1086         unsigned long total_faults;
1087         unsigned long max_faults_cpu;
1088         /*
1089          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1090          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1091          * more by CPU use than by memory faults.
1092          */
1093         unsigned long *faults_cpu;
1094         unsigned long faults[];
1095 };
1096
1097 /*
1098  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1099  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1100  */
1101 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1102 {
1103         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1104                 (lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1105 }
1106
1107 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1108 {
1109         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1110 }
1111
1112 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1113 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1114
1115 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1116 {
1117         unsigned long rss = 0;
1118         unsigned long nr_scan_pages;
1119
1120         /*
1121          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1122          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1123          * on resident pages
1124          */
1125         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1126         rss = get_mm_rss(p->mm);
1127         if (!rss)
1128                 rss = nr_scan_pages;
1129
1130         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1131         return rss / nr_scan_pages;
1132 }
1133
1134 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1135 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1136
1137 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1138 {
1139         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1140         unsigned int scan, floor;
1141         unsigned int windows = 1;
1142
1143         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1144                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1145         floor = 1000 / windows;
1146
1147         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1148         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1149 }
1150
1151 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1152 {
1153         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1154         unsigned long period = smin;
1155         struct numa_group *ng;
1156
1157         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1158         rcu_read_lock();
1159         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1160         if (ng) {
1161                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1162                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1163
1164                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1165                 period *= shared + 1;
1166                 period /= private + shared + 1;
1167         }
1168         rcu_read_unlock();
1169
1170         return max(smin, period);
1171 }
1172
1173 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1174 {
1175         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1176         unsigned long smax;
1177         struct numa_group *ng;
1178
1179         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1180         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1181
1182         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1183         ng = deref_curr_numa_group(p);
1184         if (ng) {
1185                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1186                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1187                 unsigned long period = smax;
1188
1189                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1190                 period *= shared + 1;
1191                 period /= private + shared + 1;
1192
1193                 smax = max(smax, period);
1194         }
1195
1196         return max(smin, smax);
1197 }
1198
1199 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1200 {
1201         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1202         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1203 }
1204
1205 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1206 {
1207         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1208         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1209 }
1210
1211 /* Shared or private faults. */
1212 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1213
1214 /* Memory and CPU locality */
1215 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1216
1217 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1218 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1219
1220 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1221 {
1222         struct numa_group *ng;
1223         pid_t gid = 0;
1224
1225         rcu_read_lock();
1226         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1227         if (ng)
1228                 gid = ng->gid;
1229         rcu_read_unlock();
1230
1231         return gid;
1232 }
1233
1234 /*
1235  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1236  * occupy the first half of the array. The second half of the
1237  * array is for current counters, which are averaged into the
1238  * first set by task_numa_placement.
1239  */
1240 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1241 {
1242         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1243 }
1244
1245 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1246 {
1247         if (!p->numa_faults)
1248                 return 0;
1249
1250         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1251                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1252 }
1253
1254 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1255 {
1256         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1257
1258         if (!ng)
1259                 return 0;
1260
1261         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1262                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1263 }
1264
1265 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1266 {
1267         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1268                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1269 }
1270
1271 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1272 {
1273         unsigned long faults = 0;
1274         int node;
1275
1276         for_each_online_node(node) {
1277                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1278         }
1279
1280         return faults;
1281 }
1282
1283 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1284 {
1285         unsigned long faults = 0;
1286         int node;
1287
1288         for_each_online_node(node) {
1289                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1290         }
1291
1292         return faults;
1293 }
1294
1295 /*
1296  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1297  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1298  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1299  */
1300 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1301
1302 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1303 {
1304         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1305 }
1306
1307 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1308 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1309                                         int maxdist, bool task)
1310 {
1311         unsigned long score = 0;
1312         int node;
1313
1314         /*
1315          * All nodes are directly connected, and the same distance
1316          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1317          */
1318         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1319                 return 0;
1320
1321         /*
1322          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1323          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1324          */
1325         for_each_online_node(node) {
1326                 unsigned long faults;
1327                 int dist = node_distance(nid, node);
1328
1329                 /*
1330                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1331                  * for placement; nid was already counted.
1332                  */
1333                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1334                         continue;
1335
1336                 /*
1337                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1338                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1339                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1340                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1341                  * of each group. Skip other nodes.
1342                  */
1343                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1344                                         dist >= maxdist)
1345                         continue;
1346
1347                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1348                 if (task)
1349                         faults = task_faults(p, node);
1350                 else
1351                         faults = group_faults(p, node);
1352
1353                 /*
1354                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1355                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1356                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1357                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1358                  * The further away a node is, the less the faults count.
1359                  * This seems to result in good task placement.
1360                  */
1361                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1362                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1363                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1364                 }
1365
1366                 score += faults;
1367         }
1368
1369         return score;
1370 }
1371
1372 /*
1373  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1374  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1375  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1376  * evenly spread out between numa nodes.
1377  */
1378 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1379                                         int dist)
1380 {
1381         unsigned long faults, total_faults;
1382
1383         if (!p->numa_faults)
1384                 return 0;
1385
1386         total_faults = p->total_numa_faults;
1387
1388         if (!total_faults)
1389                 return 0;
1390
1391         faults = task_faults(p, nid);
1392         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1393
1394         return 1000 * faults / total_faults;
1395 }
1396
1397 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1398                                          int dist)
1399 {
1400         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1401         unsigned long faults, total_faults;
1402
1403         if (!ng)
1404                 return 0;
1405
1406         total_faults = ng->total_faults;
1407
1408         if (!total_faults)
1409                 return 0;
1410
1411         faults = group_faults(p, nid);
1412         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1413
1414         return 1000 * faults / total_faults;
1415 }
1416
1417 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1418                                 int src_nid, int dst_cpu)
1419 {
1420         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1421         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1422         int last_cpupid, this_cpupid;
1423
1424         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1425         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1426
1427         /*
1428          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1429          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1430          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1431          * executed below.
1432          */
1433         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1434             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1435                 return true;
1436
1437         /*
1438          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1439          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1440          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1441          *
1442          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1443          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1444          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1445          *
1446          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1447          * same result twice in a row, given these samples are fully
1448          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1449          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1450          *
1451          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1452          * act on an unlikely task<->page relation.
1453          */
1454         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1455                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1456                 return false;
1457
1458         /* Always allow migrate on private faults */
1459         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1460                 return true;
1461
1462         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1463         if (!ng)
1464                 return true;
1465
1466         /*
1467          * Destination node is much more heavily used than the source
1468          * node? Allow migration.
1469          */
1470         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1471                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1472                 return true;
1473
1474         /*
1475          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1476          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1477          *
1478          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1479          * --------------- * - > ---------------
1480          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1481          */
1482         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1483                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1484 }
1485
1486 /*
1487  * 'numa_type' describes the node at the moment of load balancing.
1488  */
1489 enum numa_type {
1490         /* The node has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
1491         node_has_spare = 0,
1492         /*
1493          * The node is fully used and the tasks don't compete for more CPU
1494          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
1495          */
1496         node_fully_busy,
1497         /*
1498          * The node is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
1499          * tasks.
1500          */
1501         node_overloaded
1502 };
1503
1504 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1505 struct numa_stats {
1506         unsigned long load;
1507         unsigned long runnable;
1508         unsigned long util;
1509         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1510         unsigned long compute_capacity;
1511         unsigned int nr_running;
1512         unsigned int weight;
1513         enum numa_type node_type;
1514         int idle_cpu;
1515 };
1516
1517 static inline bool is_core_idle(int cpu)
1518 {
1519 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1520         int sibling;
1521
1522         for_each_cpu(sibling, cpu_smt_mask(cpu)) {
1523                 if (cpu == sibling)
1524                         continue;
1525
1526                 if (!idle_cpu(cpu))
1527                         return false;
1528         }
1529 #endif
1530
1531         return true;
1532 }
1533
1534 struct task_numa_env {
1535         struct task_struct *p;
1536
1537         int src_cpu, src_nid;
1538         int dst_cpu, dst_nid;
1539
1540         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1541
1542         int imbalance_pct;
1543         int dist;
1544
1545         struct task_struct *best_task;
1546         long best_imp;
1547         int best_cpu;
1548 };
1549
1550 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq);
1551 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq);
1552 static unsigned long cpu_util(int cpu);
1553 static inline long adjust_numa_imbalance(int imbalance, int nr_running);
1554
1555 static inline enum
1556 numa_type numa_classify(unsigned int imbalance_pct,
1557                          struct numa_stats *ns)
1558 {
1559         if ((ns->nr_running > ns->weight) &&
1560             (((ns->compute_capacity * 100) < (ns->util * imbalance_pct)) ||
1561              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) < (ns->runnable * 100))))
1562                 return node_overloaded;
1563
1564         if ((ns->nr_running < ns->weight) ||
1565             (((ns->compute_capacity * 100) > (ns->util * imbalance_pct)) &&
1566              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) > (ns->runnable * 100))))
1567                 return node_has_spare;
1568
1569         return node_fully_busy;
1570 }
1571
1572 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1573 /* Forward declarations of select_idle_sibling helpers */
1574 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def);
1575 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1576 {
1577         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present) ||
1578             idle_core >= 0 || !test_idle_cores(cpu, false))
1579                 return idle_core;
1580
1581         /*
1582          * Prefer cores instead of packing HT siblings
1583          * and triggering future load balancing.
1584          */
1585         if (is_core_idle(cpu))
1586                 idle_core = cpu;
1587
1588         return idle_core;
1589 }
1590 #else
1591 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1592 {
1593         return idle_core;
1594 }
1595 #endif
1596
1597 /*
1598  * Gather all necessary information to make NUMA balancing placement
1599  * decisions that are compatible with standard load balancer. This
1600  * borrows code and logic from update_sg_lb_stats but sharing a
1601  * common implementation is impractical.
1602  */
1603 static void update_numa_stats(struct task_numa_env *env,
1604                               struct numa_stats *ns, int nid,
1605                               bool find_idle)
1606 {
1607         int cpu, idle_core = -1;
1608
1609         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1610         ns->idle_cpu = -1;
1611
1612         rcu_read_lock();
1613         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1614                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1615
1616                 ns->load += cpu_load(rq);
1617                 ns->runnable += cpu_runnable(rq);
1618                 ns->util += cpu_util(cpu);
1619                 ns->nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
1620                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1621
1622                 if (find_idle && !rq->nr_running && idle_cpu(cpu)) {
1623                         if (READ_ONCE(rq->numa_migrate_on) ||
1624                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1625                                 continue;
1626
1627                         if (ns->idle_cpu == -1)
1628                                 ns->idle_cpu = cpu;
1629
1630                         idle_core = numa_idle_core(idle_core, cpu);
1631                 }
1632         }
1633         rcu_read_unlock();
1634
1635         ns->weight = cpumask_weight(cpumask_of_node(nid));
1636
1637         ns->node_type = numa_classify(env->imbalance_pct, ns);
1638
1639         if (idle_core >= 0)
1640                 ns->idle_cpu = idle_core;
1641 }
1642
1643 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1644                              struct task_struct *p, long imp)
1645 {
1646         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1647
1648         /* Check if run-queue part of active NUMA balance. */
1649         if (env->best_cpu != env->dst_cpu && xchg(&rq->numa_migrate_on, 1)) {
1650                 int cpu;
1651                 int start = env->dst_cpu;
1652
1653                 /* Find alternative idle CPU. */
1654                 for_each_cpu_wrap(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid), start) {
1655                         if (cpu == env->best_cpu || !idle_cpu(cpu) ||
1656                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr)) {
1657                                 continue;
1658                         }
1659
1660                         env->dst_cpu = cpu;
1661                         rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1662                         if (!xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1663                                 goto assign;
1664                 }
1665
1666                 /* Failed to find an alternative idle CPU */
1667                 return;
1668         }
1669
1670 assign:
1671         /*
1672          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1673          * found a better CPU to move/swap.
1674          */
1675         if (env->best_cpu != -1 && env->best_cpu != env->dst_cpu) {
1676                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1677                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1678         }
1679
1680         if (env->best_task)
1681                 put_task_struct(env->best_task);
1682         if (p)
1683                 get_task_struct(p);
1684
1685         env->best_task = p;
1686         env->best_imp = imp;
1687         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1688 }
1689
1690 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1691                                 struct task_numa_env *env)
1692 {
1693         long imb, old_imb;
1694         long orig_src_load, orig_dst_load;
1695         long src_capacity, dst_capacity;
1696
1697         /*
1698          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1699          *
1700          * src_load        dst_load
1701          * ------------ vs ---------
1702          * src_capacity    dst_capacity
1703          */
1704         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1705         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1706
1707         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1708
1709         orig_src_load = env->src_stats.load;
1710         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1711
1712         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1713
1714         /* Would this change make things worse? */
1715         return (imb > old_imb);
1716 }
1717
1718 /*
1719  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1720  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1721  * Used to deter task migration.
1722  */
1723 #define SMALLIMP        30
1724
1725 /*
1726  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1727  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1728  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1729  * be exchanged with the source task
1730  */
1731 static bool task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1732                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1733 {
1734         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1735         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1736         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1737         struct task_struct *cur;
1738         long src_load, dst_load;
1739         int dist = env->dist;
1740         long moveimp = imp;
1741         long load;
1742         bool stopsearch = false;
1743
1744         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1745                 return false;
1746
1747         rcu_read_lock();
1748         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
1749         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1750                 cur = NULL;
1751
1752         /*
1753          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1754          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1755          */
1756         if (cur == env->p) {
1757                 stopsearch = true;
1758                 goto unlock;
1759         }
1760
1761         if (!cur) {
1762                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1763                         goto assign;
1764                 else
1765                         goto unlock;
1766         }
1767
1768         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu. */
1769         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1770                 goto unlock;
1771
1772         /*
1773          * Skip this swap candidate if it is not moving to its preferred
1774          * node and the best task is.
1775          */
1776         if (env->best_task &&
1777             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1778             cur->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1779                 goto unlock;
1780         }
1781
1782         /*
1783          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1784          * source and destination node. Calculate the total differential for
1785          * the source task and potential destination task. The more negative
1786          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1787          * be incurred if the tasks were swapped.
1788          *
1789          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1790          * in any group then look only at task weights.
1791          */
1792         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1793         if (cur_ng == p_ng) {
1794                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1795                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1796                 /*
1797                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1798                  * tasks within a group over tiny differences.
1799                  */
1800                 if (cur_ng)
1801                         imp -= imp / 16;
1802         } else {
1803                 /*
1804                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1805                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1806                  */
1807                 if (cur_ng && p_ng)
1808                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1809                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1810                 else
1811                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1812                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1813         }
1814
1815         /* Discourage picking a task already on its preferred node */
1816         if (cur->numa_preferred_nid == env->dst_nid)
1817                 imp -= imp / 16;
1818
1819         /*
1820          * Encourage picking a task that moves to its preferred node.
1821          * This potentially makes imp larger than it's maximum of
1822          * 1998 (see SMALLIMP and task_weight for why) but in this
1823          * case, it does not matter.
1824          */
1825         if (cur->numa_preferred_nid == env->src_nid)
1826                 imp += imp / 8;
1827
1828         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1829                 imp = moveimp;
1830                 cur = NULL;
1831                 goto assign;
1832         }
1833
1834         /*
1835          * Prefer swapping with a task moving to its preferred node over a
1836          * task that is not.
1837          */
1838         if (env->best_task && cur->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1839             env->best_task->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1840                 goto assign;
1841         }
1842
1843         /*
1844          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1845          * task migration might only result in ping pong
1846          * of tasks and also hurt performance due to cache
1847          * misses.
1848          */
1849         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1850                 goto unlock;
1851
1852         /*
1853          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1854          */
1855         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1856         if (!load)
1857                 goto assign;
1858
1859         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1860         src_load = env->src_stats.load - load;
1861
1862         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1863                 goto unlock;
1864
1865 assign:
1866         /* Evaluate an idle CPU for a task numa move. */
1867         if (!cur) {
1868                 int cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1869
1870                 /* Nothing cached so current CPU went idle since the search. */
1871                 if (cpu < 0)
1872                         cpu = env->dst_cpu;
1873
1874                 /*
1875                  * If the CPU is no longer truly idle and the previous best CPU
1876                  * is, keep using it.
1877                  */
1878                 if (!idle_cpu(cpu) && env->best_cpu >= 0 &&
1879                     idle_cpu(env->best_cpu)) {
1880                         cpu = env->best_cpu;
1881                 }
1882
1883                 env->dst_cpu = cpu;
1884         }
1885
1886         task_numa_assign(env, cur, imp);
1887
1888         /*
1889          * If a move to idle is allowed because there is capacity or load
1890          * balance improves then stop the search. While a better swap
1891          * candidate may exist, a search is not free.
1892          */
1893         if (maymove && !cur && env->best_cpu >= 0 && idle_cpu(env->best_cpu))
1894                 stopsearch = true;
1895
1896         /*
1897          * If a swap candidate must be identified and the current best task
1898          * moves its preferred node then stop the search.
1899          */
1900         if (!maymove && env->best_task &&
1901             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid) {
1902                 stopsearch = true;
1903         }
1904 unlock:
1905         rcu_read_unlock();
1906
1907         return stopsearch;
1908 }
1909
1910 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1911                                 long taskimp, long groupimp)
1912 {
1913         bool maymove = false;
1914         int cpu;
1915
1916         /*
1917          * If dst node has spare capacity, then check if there is an
1918          * imbalance that would be overruled by the load balancer.
1919          */
1920         if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare) {
1921                 unsigned int imbalance;
1922                 int src_running, dst_running;
1923
1924                 /*
1925                  * Would movement cause an imbalance? Note that if src has
1926                  * more running tasks that the imbalance is ignored as the
1927                  * move improves the imbalance from the perspective of the
1928                  * CPU load balancer.
1929                  * */
1930                 src_running = env->src_stats.nr_running - 1;
1931                 dst_running = env->dst_stats.nr_running + 1;
1932                 imbalance = max(0, dst_running - src_running);
1933                 imbalance = adjust_numa_imbalance(imbalance, dst_running);
1934
1935                 /* Use idle CPU if there is no imbalance */
1936                 if (!imbalance) {
1937                         maymove = true;
1938                         if (env->dst_stats.idle_cpu >= 0) {
1939                                 env->dst_cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1940                                 task_numa_assign(env, NULL, 0);
1941                                 return;
1942                         }
1943                 }
1944         } else {
1945                 long src_load, dst_load, load;
1946                 /*
1947                  * If the improvement from just moving env->p direction is better
1948                  * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1949                  */
1950                 load = task_h_load(env->p);
1951                 dst_load = env->dst_stats.load + load;
1952                 src_load = env->src_stats.load - load;
1953                 maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1954         }
1955
1956         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1957                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1958                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1959                         continue;
1960
1961                 env->dst_cpu = cpu;
1962                 if (task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove))
1963                         break;
1964         }
1965 }
1966
1967 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1968 {
1969         struct task_numa_env env = {
1970                 .p = p,
1971
1972                 .src_cpu = task_cpu(p),
1973                 .src_nid = task_node(p),
1974
1975                 .imbalance_pct = 112,
1976
1977                 .best_task = NULL,
1978                 .best_imp = 0,
1979                 .best_cpu = -1,
1980         };
1981         unsigned long taskweight, groupweight;
1982         struct sched_domain *sd;
1983         long taskimp, groupimp;
1984         struct numa_group *ng;
1985         struct rq *best_rq;
1986         int nid, ret, dist;
1987
1988         /*
1989          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1990          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1991          *
1992          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1993          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1994          * to satisfy here.
1995          */
1996         rcu_read_lock();
1997         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1998         if (sd)
1999                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2000         rcu_read_unlock();
2001
2002         /*
2003          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
2004          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
2005          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
2006          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
2007          */
2008         if (unlikely(!sd)) {
2009                 sched_setnuma(p, task_node(p));
2010                 return -EINVAL;
2011         }
2012
2013         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
2014         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2015         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2016         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2017         update_numa_stats(&env, &env.src_stats, env.src_nid, false);
2018         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
2019         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
2020         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2021
2022         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
2023         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2024
2025         /*
2026          * Look at other nodes in these cases:
2027          * - there is no space available on the preferred_nid
2028          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
2029          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
2030          *   we need to check other locations.
2031          */
2032         ng = deref_curr_numa_group(p);
2033         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
2034                 for_each_online_node(nid) {
2035                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
2036                                 continue;
2037
2038                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2039                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
2040                                                 dist != env.dist) {
2041                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2042                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2043                         }
2044
2045                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
2046                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
2047                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
2048                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
2049                                 continue;
2050
2051                         env.dist = dist;
2052                         env.dst_nid = nid;
2053                         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2054                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2055                 }
2056         }
2057
2058         /*
2059          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
2060          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
2061          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
2062          * settle down.
2063          * A task that migrated to a second choice node will be better off
2064          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
2065          */
2066         if (ng) {
2067                 if (env.best_cpu == -1)
2068                         nid = env.src_nid;
2069                 else
2070                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
2071
2072                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
2073                         sched_setnuma(p, nid);
2074         }
2075
2076         /* No better CPU than the current one was found. */
2077         if (env.best_cpu == -1) {
2078                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, -1);
2079                 return -EAGAIN;
2080         }
2081
2082         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
2083         if (env.best_task == NULL) {
2084                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
2085                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2086                 if (ret != 0)
2087                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, env.best_cpu);
2088                 return ret;
2089         }
2090
2091         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
2092         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2093
2094         if (ret != 0)
2095                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_task, env.best_cpu);
2096         put_task_struct(env.best_task);
2097         return ret;
2098 }
2099
2100 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
2101 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
2102 {
2103         unsigned long interval = HZ;
2104
2105         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
2106         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
2107                 return;
2108
2109         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
2110         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
2111         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
2112
2113         /* Success if task is already running on preferred CPU */
2114         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
2115                 return;
2116
2117         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
2118         task_numa_migrate(p);
2119 }
2120
2121 /*
2122  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
2123  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
2124  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
2125  * located.
2126  */
2127 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
2128 {
2129         unsigned long faults, max_faults = 0;
2130         int nid, active_nodes = 0;
2131
2132         for_each_online_node(nid) {
2133                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2134                 if (faults > max_faults)
2135                         max_faults = faults;
2136         }
2137
2138         for_each_online_node(nid) {
2139                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2140                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
2141                         active_nodes++;
2142         }
2143
2144         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
2145         numa_group->active_nodes = active_nodes;
2146 }
2147
2148 /*
2149  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
2150  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
2151  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
2152  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
2153  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
2154  */
2155 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
2156 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
2157
2158 /*
2159  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
2160  * our memory is already on our local node, or if the majority of
2161  * the page accesses are shared with other processes.
2162  * Otherwise, decrease the scan period.
2163  */
2164 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
2165                         unsigned long shared, unsigned long private)
2166 {
2167         unsigned int period_slot;
2168         int lr_ratio, ps_ratio;
2169         int diff;
2170
2171         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
2172         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
2173
2174         /*
2175          * If there were no record hinting faults then either the task is
2176          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
2177          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
2178          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
2179          * node is overloaded. In either case, scan slower
2180          */
2181         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
2182                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
2183                         p->numa_scan_period << 1);
2184
2185                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
2186                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2187
2188                 return;
2189         }
2190
2191         /*
2192          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
2193          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
2194          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
2195          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
2196          */
2197         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
2198         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
2199         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
2200
2201         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2202                 /*
2203                  * Most memory accesses are local. There is no need to
2204                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
2205                  */
2206                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2207                 if (!slot)
2208                         slot = 1;
2209                 diff = slot * period_slot;
2210         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2211                 /*
2212                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
2213                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
2214                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
2215                  */
2216                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2217                 if (!slot)
2218                         slot = 1;
2219                 diff = slot * period_slot;
2220         } else {
2221                 /*
2222                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
2223                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
2224                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
2225                  */
2226                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2227                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2228         }
2229
2230         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2231                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2232         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2233 }
2234
2235 /*
2236  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2237  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2238  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2239  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2240  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2241  */
2242 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2243 {
2244         u64 runtime, delta, now;
2245         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2246         now = p->se.exec_start;
2247         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2248
2249         if (p->last_task_numa_placement) {
2250                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2251                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2252
2253                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2254                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2255                         *period = 0;
2256         } else {
2257                 delta = p->se.avg.load_sum;
2258                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2259         }
2260
2261         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2262         p->last_task_numa_placement = now;
2263
2264         return delta;
2265 }
2266
2267 /*
2268  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2269  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2270  * otherwise workloads might not converge.
2271  */
2272 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2273 {
2274         nodemask_t nodes;
2275         int dist;
2276
2277         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2278         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2279                 return nid;
2280
2281         /*
2282          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2283          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2284          * both the node itself, and on nearby nodes.
2285          */
2286         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2287                 unsigned long score, max_score = 0;
2288                 int node, max_node = nid;
2289
2290                 dist = sched_max_numa_distance;
2291
2292                 for_each_online_node(node) {
2293                         score = group_weight(p, node, dist);
2294                         if (score > max_score) {
2295                                 max_score = score;
2296                                 max_node = node;
2297                         }
2298                 }
2299                 return max_node;
2300         }
2301
2302         /*
2303          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2304          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2305          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2306          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2307          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2308          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2309          * keep the complexity of the search down.
2310          */
2311         nodes = node_online_map;
2312         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2313                 unsigned long max_faults = 0;
2314                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2315                 int a, b;
2316
2317                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2318                 if (!find_numa_distance(dist))
2319                         continue;
2320
2321                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2322                         unsigned long faults = 0;
2323                         nodemask_t this_group;
2324                         nodes_clear(this_group);
2325
2326                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2327                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2328                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2329                                         faults += group_faults(p, b);
2330                                         node_set(b, this_group);
2331                                         node_clear(b, nodes);
2332                                 }
2333                         }
2334
2335                         /* Remember the top group. */
2336                         if (faults > max_faults) {
2337                                 max_faults = faults;
2338                                 max_group = this_group;
2339                                 /*
2340                                  * subtle: at the smallest distance there is
2341                                  * just one node left in each "group", the
2342                                  * winner is the preferred nid.
2343                                  */
2344                                 nid = a;
2345                         }
2346                 }
2347                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2348                 if (!max_faults)
2349                         break;
2350                 nodes = max_group;
2351         }
2352         return nid;
2353 }
2354
2355 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2356 {
2357         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2358         unsigned long max_faults = 0;
2359         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2360         unsigned long total_faults;
2361         u64 runtime, period;
2362         spinlock_t *group_lock = NULL;
2363         struct numa_group *ng;
2364
2365         /*
2366          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2367          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2368          * that the field is read in a single access:
2369          */
2370         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2371         if (p->numa_scan_seq == seq)
2372                 return;
2373         p->numa_scan_seq = seq;
2374         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2375
2376         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2377                        p->numa_faults_locality[1];
2378         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2379
2380         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2381         ng = deref_curr_numa_group(p);
2382         if (ng) {
2383                 group_lock = &ng->lock;
2384                 spin_lock_irq(group_lock);
2385         }
2386
2387         /* Find the node with the highest number of faults */
2388         for_each_online_node(nid) {
2389                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2390                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2391                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2392                 int priv;
2393
2394                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2395                         long diff, f_diff, f_weight;
2396
2397                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2398                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2399                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2400                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2401
2402                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2403                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2404                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2405                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2406
2407                         /*
2408                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2409                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2410                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2411                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2412                          * faults are less important.
2413                          */
2414                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2415                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2416                                    (total_faults + 1);
2417                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2418                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2419
2420                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2421                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2422                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2423                         p->total_numa_faults += diff;
2424                         if (ng) {
2425                                 /*
2426                                  * safe because we can only change our own group
2427                                  *
2428                                  * mem_idx represents the offset for a given
2429                                  * nid and priv in a specific region because it
2430                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2431                                  */
2432                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2433                                 ng->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2434                                 ng->total_faults += diff;
2435                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2436                         }
2437                 }
2438
2439                 if (!ng) {
2440                         if (faults > max_faults) {
2441                                 max_faults = faults;
2442                                 max_nid = nid;
2443                         }
2444                 } else if (group_faults > max_faults) {
2445                         max_faults = group_faults;
2446                         max_nid = nid;
2447                 }
2448         }
2449
2450         if (ng) {
2451                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2452                 spin_unlock_irq(group_lock);
2453                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2454         }
2455
2456         if (max_faults) {
2457                 /* Set the new preferred node */
2458                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2459                         sched_setnuma(p, max_nid);
2460         }
2461
2462         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2463 }
2464
2465 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2466 {
2467         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2468 }
2469
2470 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2471 {
2472         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2473                 kfree_rcu(grp, rcu);
2474 }
2475
2476 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2477                         int *priv)
2478 {
2479         struct numa_group *grp, *my_grp;
2480         struct task_struct *tsk;
2481         bool join = false;
2482         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2483         int i;
2484
2485         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2486                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2487                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2488
2489                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2490                 if (!grp)
2491                         return;
2492
2493                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2494                 grp->active_nodes = 1;
2495                 grp->max_faults_cpu = 0;
2496                 spin_lock_init(&grp->lock);
2497                 grp->gid = p->pid;
2498                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2499                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2500                                                 nr_node_ids;
2501
2502                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2503                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2504
2505                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2506
2507                 grp->nr_tasks++;
2508                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2509         }
2510
2511         rcu_read_lock();
2512         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2513
2514         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2515                 goto no_join;
2516
2517         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2518         if (!grp)
2519                 goto no_join;
2520
2521         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2522         if (grp == my_grp)
2523                 goto no_join;
2524
2525         /*
2526          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2527          * the other task will join us.
2528          */
2529         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2530                 goto no_join;
2531
2532         /*
2533          * Tie-break on the grp address.
2534          */
2535         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2536                 goto no_join;
2537
2538         /* Always join threads in the same process. */
2539         if (tsk->mm == current->mm)
2540                 join = true;
2541
2542         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2543         if (flags & TNF_SHARED)
2544                 join = true;
2545
2546         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2547         *priv = !join;
2548
2549         if (join && !get_numa_group(grp))
2550                 goto no_join;
2551
2552         rcu_read_unlock();
2553
2554         if (!join)
2555                 return;
2556
2557         BUG_ON(irqs_disabled());
2558         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2559
2560         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2561                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2562                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2563         }
2564         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2565         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2566
2567         my_grp->nr_tasks--;
2568         grp->nr_tasks++;
2569
2570         spin_unlock(&my_grp->lock);
2571         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2572
2573         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2574
2575         put_numa_group(my_grp);
2576         return;
2577
2578 no_join:
2579         rcu_read_unlock();
2580         return;
2581 }
2582
2583 /*
2584  * Get rid of NUMA staticstics associated with a task (either current or dead).
2585  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2586  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2587  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2588  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2589  */
2590 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2591 {
2592         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2593         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2594         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2595         unsigned long flags;
2596         int i;
2597
2598         if (!numa_faults)
2599                 return;
2600
2601         if (grp) {
2602                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2603                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2604                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2605                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2606
2607                 grp->nr_tasks--;
2608                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2609                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2610                 put_numa_group(grp);
2611         }
2612
2613         if (final) {
2614                 p->numa_faults = NULL;
2615                 kfree(numa_faults);
2616         } else {
2617                 p->total_numa_faults = 0;
2618                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2619                         numa_faults[i] = 0;
2620         }
2621 }
2622
2623 /*
2624  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2625  */
2626 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2627 {
2628         struct task_struct *p = current;
2629         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2630         int cpu_node = task_node(current);
2631         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2632         struct numa_group *ng;
2633         int priv;
2634
2635         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2636                 return;
2637
2638         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2639         if (!p->mm)
2640                 return;
2641
2642         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2643         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2644                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2645                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2646
2647                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2648                 if (!p->numa_faults)
2649                         return;
2650
2651                 p->total_numa_faults = 0;
2652                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2653         }
2654
2655         /*
2656          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2657          * to be private if the accessing pid has not changed
2658          */
2659         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2660                 priv = 1;
2661         } else {
2662                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2663                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2664                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2665         }
2666
2667         /*
2668          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2669          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2670          * actively using should be counted as local. This allows the
2671          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2672          */
2673         ng = deref_curr_numa_group(p);
2674         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2675                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2676                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2677                 local = 1;
2678
2679         /*
2680          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2681          * previously failed, or the scheduler moved us.
2682          */
2683         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2684                 task_numa_placement(p);
2685                 numa_migrate_preferred(p);
2686         }
2687
2688         if (migrated)
2689                 p->numa_pages_migrated += pages;
2690         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2691                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2692
2693         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2694         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2695         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2696 }
2697
2698 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2699 {
2700         /*
2701          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2702          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2703          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2704          * much of an issue though, since this is just used for
2705          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2706          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2707          */
2708         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2709         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2710 }
2711
2712 /*
2713  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2714  * Triggered from task_tick_numa().
2715  */
2716 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
2717 {
2718         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2719         struct task_struct *p = current;
2720         struct mm_struct *mm = p->mm;
2721         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2722         struct vm_area_struct *vma;
2723         unsigned long start, end;
2724         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2725         long pages, virtpages;
2726
2727         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2728
2729         work->next = work;
2730         /*
2731          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2732          *
2733          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2734          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2735          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2736          * work.
2737          */
2738         if (p->flags & PF_EXITING)
2739                 return;
2740
2741         if (!mm->numa_next_scan) {
2742                 mm->numa_next_scan = now +
2743                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2744         }
2745
2746         /*
2747          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2748          */
2749         migrate = mm->numa_next_scan;
2750         if (time_before(now, migrate))
2751                 return;
2752
2753         if (p->numa_scan_period == 0) {
2754                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2755                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2756         }
2757
2758         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2759         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2760                 return;
2761
2762         /*
2763          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2764          * the next time around.
2765          */
2766         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2767
2768         start = mm->numa_scan_offset;
2769         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2770         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2771         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2772         if (!pages)
2773                 return;
2774
2775
2776         if (!mmap_read_trylock(mm))
2777                 return;
2778         vma = find_vma(mm, start);
2779         if (!vma) {
2780                 reset_ptenuma_scan(p);
2781                 start = 0;
2782                 vma = mm->mmap;
2783         }
2784         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2785                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2786                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2787                         continue;
2788                 }
2789
2790                 /*
2791                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2792                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2793                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2794                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2795                  */
2796                 if (!vma->vm_mm ||
2797                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2798                         continue;
2799
2800                 /*
2801                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2802                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2803                  */
2804                 if (!vma_is_accessible(vma))
2805                         continue;
2806
2807                 do {
2808                         start = max(start, vma->vm_start);
2809                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2810                         end = min(end, vma->vm_end);
2811                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2812
2813                         /*
2814                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2815                          * hpages that have at least one present PTE that
2816                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2817                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2818                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2819                          * areas faster.
2820                          */
2821                         if (nr_pte_updates)
2822                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2823                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2824
2825                         start = end;
2826                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2827                                 goto out;
2828
2829                         cond_resched();
2830                 } while (end != vma->vm_end);
2831         }
2832
2833 out:
2834         /*
2835          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2836          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2837          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2838          * scanner to the start so check it now.
2839          */
2840         if (vma)
2841                 mm->numa_scan_offset = start;
2842         else
2843                 reset_ptenuma_scan(p);
2844         mmap_read_unlock(mm);
2845
2846         /*
2847          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2848          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2849          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2850          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2851          */
2852         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2853                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2854                 p->node_stamp += 32 * diff;
2855         }
2856 }
2857
2858 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2859 {
2860         int mm_users = 0;
2861         struct mm_struct *mm = p->mm;
2862
2863         if (mm) {
2864                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
2865                 if (mm_users == 1) {
2866                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2867                         mm->numa_scan_seq = 0;
2868                 }
2869         }
2870         p->node_stamp                   = 0;
2871         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
2872         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2873         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
2874         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
2875         p->numa_faults                  = NULL;
2876         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2877         p->last_task_numa_placement     = 0;
2878         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
2879
2880         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
2881
2882         /* New address space, reset the preferred nid */
2883         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
2884                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
2885                 return;
2886         }
2887
2888         /*
2889          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
2890          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
2891          */
2892         if (mm) {
2893                 unsigned int delay;
2894
2895                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
2896                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
2897                 delay += 2 * TICK_NSEC;
2898                 p->node_stamp = delay;
2899         }
2900 }
2901
2902 /*
2903  * Drive the periodic memory faults..
2904  */
2905 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2906 {
2907         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2908         u64 period, now;
2909
2910         /*
2911          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2912          */
2913         if ((curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) || work->next != work)
2914                 return;
2915
2916         /*
2917          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2918          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2919          * task needs to have done some actual work before we bother with
2920          * NUMA placement.
2921          */
2922         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2923         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2924
2925         if (now > curr->node_stamp + period) {
2926                 if (!curr->node_stamp)
2927                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2928                 curr->node_stamp += period;
2929
2930                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
2931                         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
2932         }
2933 }
2934
2935 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2936 {
2937         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2938         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2939
2940         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2941                 return;
2942
2943         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2944                 return;
2945
2946         if (src_nid == dst_nid)
2947                 return;
2948
2949         /*
2950          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2951          * has completed. This is most likely due to a new task that
2952          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2953          */
2954         if (p->numa_scan_seq) {
2955                 /*
2956                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2957                  * node or if the task was not previously running on
2958                  * the preferred node.
2959                  */
2960                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2961                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
2962                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
2963                         return;
2964         }
2965
2966         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2967 }
2968
2969 #else
2970 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2971 {
2972 }
2973
2974 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2975 {
2976 }
2977
2978 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2979 {
2980 }
2981
2982 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2983 {
2984 }
2985
2986 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2987
2988 static void
2989 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2990 {
2991         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2992 #ifdef CONFIG_SMP
2993         if (entity_is_task(se)) {
2994                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2995
2996                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2997                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2998         }
2999 #endif
3000         cfs_rq->nr_running++;
3001 }
3002
3003 static void
3004 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3005 {
3006         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3007 #ifdef CONFIG_SMP
3008         if (entity_is_task(se)) {
3009                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
3010                 list_del_init(&se->group_node);
3011         }
3012 #endif
3013         cfs_rq->nr_running--;
3014 }
3015
3016 /*
3017  * Signed add and clamp on underflow.
3018  *
3019  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3020  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3021  * values.
3022  */
3023 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
3024         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3025         typeof(_val) val = (_val);                              \
3026         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3027                                                                 \
3028         res = var + val;                                        \
3029                                                                 \
3030         if (val < 0 && res > var)                               \
3031                 res = 0;                                        \
3032                                                                 \
3033         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3034 } while (0)
3035
3036 /*
3037  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3038  *
3039  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3040  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3041  * values.
3042  */
3043 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3044         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3045         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3046         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3047         res = var - val;                                        \
3048         if (res > var)                                          \
3049                 res = 0;                                        \
3050         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3051 } while (0)
3052
3053 /*
3054  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
3055  *
3056  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
3057  * and is thus optimized for local variable updates.
3058  */
3059 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
3060         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3061         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
3062 } while (0)
3063
3064 #ifdef CONFIG_SMP
3065 static inline void
3066 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3067 {
3068         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3069         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3070 }
3071
3072 static inline void
3073 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3074 {
3075         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3076         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
3077 }
3078 #else
3079 static inline void
3080 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3081 static inline void
3082 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3083 #endif
3084
3085 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
3086                             unsigned long weight)
3087 {
3088         if (se->on_rq) {
3089                 /* commit outstanding execution time */
3090                 if (cfs_rq->curr == se)
3091                         update_curr(cfs_rq);
3092                 update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3093         }
3094         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3095
3096         update_load_set(&se->load, weight);
3097
3098 #ifdef CONFIG_SMP
3099         do {
3100                 u32 divider = get_pelt_divider(&se->avg);
3101
3102                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
3103         } while (0);
3104 #endif
3105
3106         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3107         if (se->on_rq)
3108                 update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3109
3110 }
3111
3112 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
3113 {
3114         struct sched_entity *se = &p->se;
3115         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3116         struct load_weight *load = &se->load;
3117         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
3118
3119         reweight_entity(cfs_rq, se, weight);
3120         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
3121 }
3122
3123 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3124 #ifdef CONFIG_SMP
3125 /*
3126  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
3127  * global sum we all love to hate.
3128  *
3129  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
3130  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
3131  *
3132  *                     tg->weight * grq->load.weight
3133  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
3134  *                        \Sum grq->load.weight
3135  *
3136  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
3137  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
3138  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
3139  *
3140  * So instead of the above, we substitute:
3141  *
3142  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
3143  *
3144  * which yields the following:
3145  *
3146  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
3147  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
3148  *                              tg->load_avg
3149  *
3150  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
3151  *
3152  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
3153  *
3154  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
3155  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
3156  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
3157  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
3158  * yielding bad latency etc..
3159  *
3160  * Now, in that special case (1) reduces to:
3161  *
3162  *                     tg->weight * grq->load.weight
3163  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
3164  *                          grp->load.weight
3165  *
3166  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
3167  *
3168  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
3169  * UP case, like:
3170  *
3171  *   ge->load.weight =
3172  *
3173  *              tg->weight * grq->load.weight
3174  *     ---------------------------------------------------         (5)
3175  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
3176  *
3177  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
3178  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
3179  *
3180  *
3181  *                     tg->weight * grq->load.weight
3182  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
3183  *                              tg_load_avg'
3184  *
3185  * Where:
3186  *
3187  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
3188  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
3189  *
3190  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
3191  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
3192  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
3193  *
3194  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
3195  *
3196  * hence icky!
3197  */
3198 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
3199 {
3200         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3201         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3202
3203         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3204
3205         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3206
3207         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3208
3209         /* Ensure tg_weight >= load */
3210         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3211         tg_weight += load;
3212
3213         shares = (tg_shares * load);
3214         if (tg_weight)
3215                 shares /= tg_weight;
3216
3217         /*
3218          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3219          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3220          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3221          * the group on a CPU.
3222          *
3223          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3224          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3225          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3226          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3227          * instead of 0.
3228          */
3229         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3230 }
3231 #endif /* CONFIG_SMP */
3232
3233 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3234
3235 /*
3236  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3237  * runqueue.
3238  */
3239 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3240 {
3241         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3242         long shares;
3243
3244         if (!gcfs_rq)
3245                 return;
3246
3247         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3248                 return;
3249
3250 #ifndef CONFIG_SMP
3251         shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3252
3253         if (likely(se->load.weight == shares))
3254                 return;
3255 #else
3256         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3257 #endif
3258
3259         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
3260 }
3261
3262 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3263 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3264 {
3265 }
3266 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3267
3268 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3269 {
3270         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3271
3272         if (&rq->cfs == cfs_rq) {
3273                 /*
3274                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3275                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3276                  * a real problem.
3277                  *
3278                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3279                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3280                  * number include things like RT tasks.
3281                  *
3282                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3283                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3284                  *
3285                  * See cpu_util().
3286                  */
3287                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3288         }
3289 }
3290
3291 #ifdef CONFIG_SMP
3292 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3293 /**
3294  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3295  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3296  *
3297  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3298  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3299  * considerations.
3300  *
3301  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3302  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3303  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3304  *
3305  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3306  */
3307 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3308 {
3309         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3310
3311         /*
3312          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3313          */
3314         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3315                 return;
3316
3317         if (abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3318                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3319                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3320         }
3321 }
3322
3323 /*
3324  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3325  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3326  * including the state of rq->lock, should be made.
3327  */
3328 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3329                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3330 {
3331         u64 p_last_update_time;
3332         u64 n_last_update_time;
3333
3334         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3335                 return;
3336
3337         /*
3338          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3339          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3340          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3341          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3342          * the wakee more load sounds not bad.
3343          */
3344         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3345                 return;
3346
3347 #ifndef CONFIG_64BIT
3348         {
3349                 u64 p_last_update_time_copy;
3350                 u64 n_last_update_time_copy;
3351
3352                 do {
3353                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3354                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3355
3356                         smp_rmb();
3357
3358                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3359                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3360
3361                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3362                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3363         }
3364 #else
3365         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3366         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3367 #endif
3368         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3369         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3370 }
3371
3372
3373 /*
3374  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3375  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3376  * that for each group:
3377  *
3378  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3379  *
3380  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3381  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3382  *
3383  * Per the above update_tg_cfs_util() and update_tg_cfs_runnable() are trivial
3384  * and simply copies the running/runnable sum over (but still wrong, because
3385  * the group entity and group rq do not have their PELT windows aligned).
3386  *
3387  * However, update_tg_cfs_load() is more complex. So we have:
3388  *
3389  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3390  *
3391  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3392  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3393  *
3394  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3395  *
3396  * And per (1) we have:
3397  *
3398  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3399  *
3400  * Which gives:
3401  *
3402  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3403  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3404  *                               grq->load.weight
3405  *
3406  * Except that is wrong!
3407  *
3408  * Because while for entities historical weight is not important and we
3409  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3410  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3411  *
3412  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3413  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3414  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3415  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3416  *
3417  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3418  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3419  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3420  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3421  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3422  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3423  *
3424  * So we'll have to approximate.. :/
3425  *
3426  * Given the constraint:
3427  *
3428  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3429  *
3430  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3431  * overlap.
3432  *
3433  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3434  *
3435  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3436  *
3437  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3438  *
3439  */
3440
3441 static inline void
3442 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3443 {
3444         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3445         u32 divider;
3446
3447         /* Nothing to update */
3448         if (!delta)
3449                 return;
3450
3451         /*
3452          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3453          * See ___update_load_avg() for details.
3454          */
3455         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3456
3457         /* Set new sched_entity's utilization */
3458         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3459         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3460
3461         /* Update parent cfs_rq utilization */
3462         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3463         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * divider;
3464 }
3465
3466 static inline void
3467 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3468 {
3469         long delta = gcfs_rq->avg.runnable_avg - se->avg.runnable_avg;
3470         u32 divider;
3471
3472         /* Nothing to update */
3473         if (!delta)
3474                 return;
3475
3476         /*
3477          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3478          * See ___update_load_avg() for details.
3479          */
3480         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3481
3482         /* Set new sched_entity's runnable */
3483         se->avg.runnable_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg;
3484         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3485
3486         /* Update parent cfs_rq runnable */
3487         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, delta);
3488         cfs_rq->avg.runnable_sum = cfs_rq->avg.runnable_avg * divider;
3489 }
3490
3491 static inline void
3492 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3493 {
3494         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3495         unsigned long load_avg;
3496         u64 load_sum = 0;
3497         s64 delta_sum;
3498         u32 divider;
3499
3500         if (!runnable_sum)
3501                 return;
3502
3503         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3504
3505         /*
3506          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3507          * See ___update_load_avg() for details.
3508          */
3509         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3510
3511         if (runnable_sum >= 0) {
3512                 /*
3513                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3514                  * the CPU is saturated running == runnable.
3515                  */
3516                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3517                 runnable_sum = min_t(long, runnable_sum, divider);
3518         } else {
3519                 /*
3520                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3521                  * assuming all tasks are equally runnable.
3522                  */
3523                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3524                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3525                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3526                 }
3527
3528                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3529                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3530         }
3531
3532         /*
3533          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3534          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3535          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3536          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3537          */
3538         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3539         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3540
3541         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3542         load_avg = div_s64(load_sum, divider);
3543
3544         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3545         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3546
3547         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3548         se->avg.load_avg = load_avg;
3549         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3550         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3551 }
3552
3553 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3554 {
3555         cfs_rq->propagate = 1;
3556         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3557 }
3558
3559 /* Update task and its cfs_rq load average */
3560 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3561 {
3562         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3563
3564         if (entity_is_task(se))
3565                 return 0;
3566
3567         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3568         if (!gcfs_rq->propagate)
3569                 return 0;
3570
3571         gcfs_rq->propagate = 0;
3572
3573         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3574
3575         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3576
3577         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3578         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3579         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3580
3581         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3582         trace_pelt_se_tp(se);
3583
3584         return 1;
3585 }
3586
3587 /*
3588  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3589  * group_entity:
3590  */
3591 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3592 {
3593         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3594
3595         /*
3596          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3597          * decay it:
3598          */
3599         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3600                 return false;
3601
3602         /*
3603          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3604          * the utilization of the sched_entity:
3605          */
3606         if (gcfs_rq->propagate)
3607                 return false;
3608
3609         /*
3610          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3611          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3612          * waste of time to try to decay it:
3613          */
3614         return true;
3615 }
3616
3617 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3618
3619 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3620
3621 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3622 {
3623         return 0;
3624 }
3625
3626 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3627
3628 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3629
3630 /**
3631  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3632  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3633  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3634  *
3635  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3636  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3637  * post_init_entity_util_avg().
3638  *
3639  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3640  *
3641  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3642  *
3643  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3644  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3645  */
3646 static inline int
3647 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3648 {
3649         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable = 0;
3650         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3651         int decayed = 0;
3652
3653         if (cfs_rq->removed.nr) {
3654                 unsigned long r;
3655                 u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3656
3657                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3658                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3659                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3660                 swap(cfs_rq->removed.runnable_avg, removed_runnable);
3661                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3662                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3663
3664                 r = removed_load;
3665                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3666                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3667
3668                 r = removed_util;
3669                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3670                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3671
3672                 r = removed_runnable;
3673                 sub_positive(&sa->runnable_avg, r);
3674                 sub_positive(&sa->runnable_sum, r * divider);
3675
3676                 /*
3677                  * removed_runnable is the unweighted version of removed_load so we
3678                  * can use it to estimate removed_load_sum.
3679                  */
3680                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq,
3681                         -(long)(removed_runnable * divider) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT);
3682
3683                 decayed = 1;
3684         }
3685
3686         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3687
3688 #ifndef CONFIG_64BIT
3689         smp_wmb();
3690         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3691 #endif
3692
3693         return decayed;
3694 }
3695
3696 /**
3697  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3698  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3699  * @se: sched_entity to attach
3700  *
3701  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3702  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3703  */
3704 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3705 {
3706         /*
3707          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3708          * See ___update_load_avg() for details.
3709          */
3710         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3711
3712         /*
3713          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3714          * window because without that, really weird and wonderful things can
3715          * happen.
3716          *
3717          * XXX illustrate
3718          */
3719         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3720         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3721
3722         /*
3723          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3724          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3725          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3726          * _sum a little.
3727          */
3728         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3729
3730         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3731
3732         se->avg.load_sum = divider;
3733         if (se_weight(se)) {
3734                 se->avg.load_sum =
3735                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3736         }
3737
3738         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3739         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3740         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3741         cfs_rq->avg.runnable_avg += se->avg.runnable_avg;
3742         cfs_rq->avg.runnable_sum += se->avg.runnable_sum;
3743
3744         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3745
3746         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3747
3748         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3749 }
3750
3751 /**
3752  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3753  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3754  * @se: sched_entity to detach
3755  *
3756  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3757  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3758  */
3759 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3760 {
3761         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3762         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3763         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3764         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, se->avg.runnable_avg);
3765         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, se->avg.runnable_sum);
3766
3767         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3768
3769         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3770
3771         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3772 }
3773
3774 /*
3775  * Optional action to be done while updating the load average
3776  */
3777 #define UPDATE_TG       0x1
3778 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3779 #define DO_ATTACH       0x4
3780
3781 /* Update task and its cfs_rq load average */
3782 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3783 {
3784         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
3785         int decayed;
3786
3787         /*
3788          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3789          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3790          */
3791         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3792                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
3793
3794         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3795         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3796
3797         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3798
3799                 /*
3800                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3801                  * !last_update_time means we've passed through
3802                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3803                  *
3804                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3805                  */
3806                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3807                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
3808
3809         } else if (decayed) {
3810                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3811
3812                 if (flags & UPDATE_TG)
3813                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
3814         }
3815 }
3816
3817 #ifndef CONFIG_64BIT
3818 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3819 {
3820         u64 last_update_time_copy;
3821         u64 last_update_time;
3822
3823         do {
3824                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3825                 smp_rmb();
3826                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3827         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3828
3829         return last_update_time;
3830 }
3831 #else
3832 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3833 {
3834         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3835 }
3836 #endif
3837
3838 /*
3839  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3840  * the previous rq.
3841  */
3842 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3843 {
3844         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3845         u64 last_update_time;
3846
3847         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3848         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
3849 }
3850
3851 /*
3852  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3853  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3854  */
3855 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3856 {
3857         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3858         unsigned long flags;
3859
3860         /*
3861          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3862          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3863          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3864          */
3865
3866         sync_entity_load_avg(se);
3867
3868         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3869         ++cfs_rq->removed.nr;
3870         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3871         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3872         cfs_rq->removed.runnable_avg    += se->avg.runnable_avg;
3873         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3874 }
3875
3876 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3877 {
3878         return cfs_rq->avg.runnable_avg;
3879 }
3880
3881 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3882 {
3883         return cfs_rq->avg.load_avg;
3884 }
3885
3886 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3887
3888 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3889 {
3890         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3891 }
3892
3893 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3894 {
3895         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3896
3897         return (max(ue.ewma, ue.enqueued) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3898 }
3899
3900 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3901 {
3902         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3903 }
3904
3905 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
3906 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3907 {
3908         return clamp(task_util_est(p),
3909                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN),
3910                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
3911 }
3912 #else
3913 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3914 {
3915         return task_util_est(p);
3916 }
3917 #endif
3918
3919 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3920                                     struct task_struct *p)
3921 {
3922         unsigned int enqueued;
3923
3924         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3925                 return;
3926
3927         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3928         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3929         enqueued += _task_util_est(p);
3930         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3931
3932         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
3933 }
3934
3935 /*
3936  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3937  * based on the observation that:
3938  *
3939  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3940  *
3941  * NOTE: this only works when value + maring < INT_MAX.
3942  */
3943 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3944 {
3945         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3946 }
3947
3948 static void
3949 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p, bool task_sleep)
3950 {
3951         long last_ewma_diff;
3952         struct util_est ue;
3953         int cpu;
3954
3955         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3956                 return;
3957
3958         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3959         ue.enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3960         ue.enqueued -= min_t(unsigned int, ue.enqueued, _task_util_est(p));
3961         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, ue.enqueued);
3962
3963         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
3964
3965         /*
3966          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3967          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3968          */
3969         if (!task_sleep)
3970                 return;
3971
3972         /*
3973          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3974          * skip the util_est update.
3975          */
3976         ue = p->se.avg.util_est;
3977         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3978                 return;
3979
3980         /*
3981          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
3982          * to smooth utilization decreases.
3983          */
3984         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3985         if (sched_feat(UTIL_EST_FASTUP)) {
3986                 if (ue.ewma < ue.enqueued) {
3987                         ue.ewma = ue.enqueued;
3988                         goto done;
3989                 }
3990         }
3991
3992         /*
3993          * Skip update of task's estimated utilization when its EWMA is
3994          * already ~1% close to its last activation value.
3995          */
3996         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
3997         if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)))
3998                 return;
3999
4000         /*
4001          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
4002          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
4003          */
4004         cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
4005         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu))
4006                 return;
4007
4008         /*
4009          * Update Task's estimated utilization
4010          *
4011          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
4012          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
4013          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
4014          * Weighted Moving Average (EWMA):
4015          *
4016          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
4017          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
4018          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
4019          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
4020          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
4021          *
4022          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
4023          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
4024          */
4025         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4026         ue.ewma  += last_ewma_diff;
4027         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4028 done:
4029         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
4030
4031         trace_sched_util_est_se_tp(&p->se);
4032 }
4033
4034 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
4035 {
4036         return fits_capacity(uclamp_task_util(p), capacity);
4037 }
4038
4039 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4040 {
4041         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
4042                 return;
4043
4044         if (!p) {
4045                 rq->misfit_task_load = 0;
4046                 return;
4047         }
4048
4049         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
4050                 rq->misfit_task_load = 0;
4051                 return;
4052         }
4053
4054         /*
4055          * Make sure that misfit_task_load will not be null even if
4056          * task_h_load() returns 0.
4057          */
4058         rq->misfit_task_load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
4059 }
4060
4061 #else /* CONFIG_SMP */
4062
4063 #define UPDATE_TG       0x0
4064 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
4065 #define DO_ATTACH       0x0
4066
4067 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
4068 {
4069         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4070 }
4071
4072 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
4073
4074 static inline void
4075 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4076 static inline void
4077 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4078
4079 static inline int newidle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
4080 {
4081         return 0;
4082 }
4083
4084 static inline void
4085 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4086
4087 static inline void
4088 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
4089                  bool task_sleep) {}
4090 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
4091
4092 #endif /* CONFIG_SMP */
4093
4094 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4095 {
4096 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4097         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
4098
4099         if (d < 0)
4100                 d = -d;
4101
4102         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
4103                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
4104 #endif
4105 }
4106
4107 static void
4108 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
4109 {
4110         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4111
4112         /*
4113          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
4114          * however the extra weight of the new task will slow them down a
4115          * little, place the new task so that it fits in the slot that
4116          * stays open at the end.
4117          */
4118         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
4119                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
4120
4121         /* sleeps up to a single latency don't count. */
4122         if (!initial) {
4123                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
4124
4125                 /*
4126                  * Halve their sleep time's effect, to allow
4127                  * for a gentler effect of sleepers:
4128                  */
4129                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
4130                         thresh >>= 1;
4131
4132                 vruntime -= thresh;
4133         }
4134
4135         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
4136         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
4137 }
4138
4139 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
4140
4141 static inline void check_schedstat_required(void)
4142 {
4143 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4144         if (schedstat_enabled())
4145                 return;
4146
4147         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
4148         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
4149                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
4150                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
4151                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
4152                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
4153                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
4154                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
4155                              "kernel parameter schedstats=enable or "
4156                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
4157         }
4158 #endif
4159 }
4160
4161 static inline bool cfs_bandwidth_used(void);
4162
4163 /*
4164  * MIGRATION
4165  *
4166  *      dequeue
4167  *        update_curr()
4168  *          update_min_vruntime()
4169  *        vruntime -= min_vruntime
4170  *
4171  *      enqueue
4172  *        update_curr()
4173  *          update_min_vruntime()
4174  *        vruntime += min_vruntime
4175  *
4176  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
4177  * min_vruntime are up-to-date.
4178  *
4179  * WAKEUP (remote)
4180  *
4181  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
4182  *        vruntime -= min_vruntime
4183  *
4184  *      enqueue
4185  *        update_curr()
4186  *          update_min_vruntime()
4187  *        vruntime += min_vruntime
4188  *
4189  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
4190  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
4191  */
4192
4193 static void
4194 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4195 {
4196         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
4197         bool curr = cfs_rq->curr == se;
4198
4199         /*
4200          * If we're the current task, we must renormalise before calling
4201          * update_curr().
4202          */
4203         if (renorm && curr)
4204                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4205
4206         update_curr(cfs_rq);
4207
4208         /*
4209          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
4210          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
4211          * placed in the past could significantly boost this task to the
4212          * fairness detriment of existing tasks.
4213          */
4214         if (renorm && !curr)
4215                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4216
4217         /*
4218          * When enqueuing a sched_entity, we must:
4219          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4220          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
4221          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
4222          *     its group cfs_rq
4223          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
4224          */
4225         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
4226         se_update_runnable(se);
4227         update_cfs_group(se);
4228         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
4229
4230         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4231                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4232
4233         check_schedstat_required();
4234         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
4235         check_spread(cfs_rq, se);
4236         if (!curr)
4237                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4238         se->on_rq = 1;
4239
4240         /*
4241          * When bandwidth control is enabled, cfs might have been removed
4242          * because of a parent been throttled but cfs->nr_running > 1. Try to
4243          * add it unconditionnally.
4244          */
4245         if (cfs_rq->nr_running == 1 || cfs_bandwidth_used())
4246                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4247
4248         if (cfs_rq->nr_running == 1)
4249                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4250 }
4251
4252 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4253 {
4254         for_each_sched_entity(se) {
4255                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4256                 if (cfs_rq->last != se)
4257                         break;
4258
4259                 cfs_rq->last = NULL;
4260         }
4261 }
4262
4263 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4264 {
4265         for_each_sched_entity(se) {
4266                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4267                 if (cfs_rq->next != se)
4268                         break;
4269
4270                 cfs_rq->next = NULL;
4271         }
4272 }
4273
4274 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4275 {
4276         for_each_sched_entity(se) {
4277                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4278                 if (cfs_rq->skip != se)
4279                         break;
4280
4281                 cfs_rq->skip = NULL;
4282         }
4283 }
4284
4285 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4286 {
4287         if (cfs_rq->last == se)
4288                 __clear_buddies_last(se);
4289
4290         if (cfs_rq->next == se)
4291                 __clear_buddies_next(se);
4292
4293         if (cfs_rq->skip == se)
4294                 __clear_buddies_skip(se);
4295 }
4296
4297 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4298
4299 static void
4300 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4301 {
4302         /*
4303          * Update run-time statistics of the 'current'.
4304          */
4305         update_curr(cfs_rq);
4306
4307         /*
4308          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4309          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4310          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4311          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4312          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4313          *     of its group cfs_rq.
4314          */
4315         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4316         se_update_runnable(se);
4317
4318         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
4319
4320         clear_buddies(cfs_rq, se);
4321
4322         if (se != cfs_rq->curr)
4323                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4324         se->on_rq = 0;
4325         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4326
4327         /*
4328          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4329          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4330          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4331          * can move min_vruntime forward still more.
4332          */
4333         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4334                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4335
4336         /* return excess runtime on last dequeue */
4337         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4338
4339         update_cfs_group(se);
4340
4341         /*
4342          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4343          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4344          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4345          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4346          */
4347         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4348                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4349 }
4350
4351 /*
4352  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4353  */
4354 static void
4355 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4356 {
4357         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4358         struct sched_entity *se;
4359         s64 delta;
4360
4361         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4362         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4363         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4364                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4365                 /*
4366                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4367                  * re-elected due to buddy favours.
4368                  */
4369                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4370                 return;
4371         }
4372
4373         /*
4374          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4375          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4376          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4377          */
4378         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4379                 return;
4380
4381         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4382         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4383
4384         if (delta < 0)
4385                 return;
4386
4387         if (delta > ideal_runtime)
4388                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4389 }
4390
4391 static void
4392 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4393 {
4394         /* 'current' is not kept within the tree. */
4395         if (se->on_rq) {
4396                 /*
4397                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4398                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4399                  * runqueue.
4400                  */
4401                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4402                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4403                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4404         }
4405
4406         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4407         cfs_rq->curr = se;
4408
4409         /*
4410          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4411          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4412          * when there are only lesser-weight tasks around):
4413          */
4414         if (schedstat_enabled() &&
4415             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4416                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4417                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4418                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4419         }
4420
4421         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4422 }
4423
4424 static int
4425 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4426
4427 /*
4428  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4429  * 1) keep things fair between processes/task groups
4430  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4431  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4432  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4433  */
4434 static struct sched_entity *
4435 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4436 {
4437         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4438         struct sched_entity *se;
4439
4440         /*
4441          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4442          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4443          */
4444         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4445                 left = curr;
4446
4447         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4448
4449         /*
4450          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4451          * be done without getting too unfair.
4452          */
4453         if (cfs_rq->skip == se) {
4454                 struct sched_entity *second;
4455
4456                 if (se == curr) {
4457                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4458                 } else {
4459                         second = __pick_next_entity(se);
4460                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4461                                 second = curr;
4462                 }
4463
4464                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4465                         se = second;
4466         }
4467
4468         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1) {
4469                 /*
4470                  * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4471                  */
4472                 se = cfs_rq->next;
4473         } else if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1) {
4474                 /*
4475                  * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4476                  */
4477                 se = cfs_rq->last;
4478         }
4479
4480         clear_buddies(cfs_rq, se);
4481
4482         return se;
4483 }
4484
4485 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4486
4487 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4488 {
4489         /*
4490          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4491          * was not called and update_curr() has to be done:
4492          */
4493         if (prev->on_rq)
4494                 update_curr(cfs_rq);
4495
4496         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4497         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4498
4499         check_spread(cfs_rq, prev);
4500
4501         if (prev->on_rq) {
4502                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4503                 /* Put 'current' back into the tree. */
4504                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4505                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4506                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4507         }
4508         cfs_rq->curr = NULL;
4509 }
4510
4511 static void
4512 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4513 {
4514         /*
4515          * Update run-time statistics of the 'current'.
4516          */
4517         update_curr(cfs_rq);
4518
4519         /*
4520          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4521          */
4522         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4523         update_cfs_group(curr);
4524
4525 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4526         /*
4527          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4528          * validating it and just reschedule.
4529          */
4530         if (queued) {
4531                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4532                 return;
4533         }
4534         /*
4535          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4536          */
4537         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4538                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4539                 return;
4540 #endif
4541
4542         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4543                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4544 }
4545
4546
4547 /**************************************************
4548  * CFS bandwidth control machinery
4549  */
4550
4551 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4552
4553 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4554 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4555
4556 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4557 {
4558         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4559 }
4560
4561 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4562 {
4563         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4564 }
4565
4566 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4567 {
4568         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4569 }
4570 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4571 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4572 {
4573         return true;
4574 }
4575
4576 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4577 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4578 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4579
4580 /*
4581  * default period for cfs group bandwidth.
4582  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4583  */
4584 static inline u64 default_cfs_period(void)
4585 {
4586         return 100000000ULL;
4587 }
4588
4589 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4590 {
4591         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4592 }
4593
4594 /*
4595  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
4596  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
4597  * around rq->lock.
4598  *
4599  * requires cfs_b->lock
4600  */
4601 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4602 {
4603         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF)
4604                 cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4605 }
4606
4607 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4608 {
4609         return &tg->cfs_bandwidth;
4610 }
4611
4612 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4613 static int __assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4614                                    struct cfs_rq *cfs_rq, u64 target_runtime)
4615 {
4616         u64 min_amount, amount = 0;
4617
4618         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4619
4620         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4621         min_amount = target_runtime - cfs_rq->runtime_remaining;
4622
4623         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4624                 amount = min_amount;
4625         else {
4626                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4627
4628                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4629                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4630                         cfs_b->runtime -= amount;
4631                         cfs_b->idle = 0;
4632                 }
4633         }
4634
4635         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4636
4637         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4638 }
4639
4640 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4641 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4642 {
4643         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4644         int ret;
4645
4646         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4647         ret = __assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, sched_cfs_bandwidth_slice());
4648         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4649
4650         return ret;
4651 }
4652
4653 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4654 {
4655         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4656         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4657
4658         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4659                 return;
4660
4661         if (cfs_rq->throttled)
4662                 return;
4663         /*
4664          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4665          * hierarchy can be throttled
4666          */
4667         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4668                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4669 }
4670
4671 static __always_inline
4672 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4673 {
4674         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4675                 return;
4676
4677         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4678 }
4679
4680 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4681 {
4682         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4683 }
4684
4685 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4686 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4687 {
4688         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4689 }
4690
4691 /*
4692  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4693  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4694  * load-balance operations.
4695  */
4696 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4697                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4698 {
4699         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4700
4701         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4702         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4703
4704         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4705                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4706 }
4707
4708 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4709 {
4710         struct rq *rq = data;
4711         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4712
4713         cfs_rq->throttle_count--;
4714         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4715                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4716                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4717
4718                 /* Add cfs_rq with already running entity in the list */
4719                 if (cfs_rq->nr_running >= 1)
4720                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4721         }
4722
4723         return 0;
4724 }
4725
4726 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4727 {
4728         struct rq *rq = data;
4729         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4730
4731         /* group is entering throttled state, stop time */
4732         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4733                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4734                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4735         }
4736         cfs_rq->throttle_count++;
4737
4738         return 0;
4739 }
4740
4741 static bool throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4742 {
4743         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4744         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4745         struct sched_entity *se;
4746         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4747
4748         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4749         /* This will start the period timer if necessary */
4750         if (__assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, 1)) {
4751                 /*
4752                  * We have raced with bandwidth becoming available, and if we
4753                  * actually throttled the timer might not unthrottle us for an
4754                  * entire period. We additionally needed to make sure that any
4755                  * subsequent check_cfs_rq_runtime calls agree not to throttle
4756                  * us, as we may commit to do cfs put_prev+pick_next, so we ask
4757                  * for 1ns of runtime rather than just check cfs_b.
4758                  */
4759                 dequeue = 0;
4760         } else {
4761                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list,
4762                                   &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4763         }
4764         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4765
4766         if (!dequeue)
4767                 return false;  /* Throttle no longer required. */
4768
4769         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4770
4771         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4772         rcu_read_lock();
4773         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4774         rcu_read_unlock();
4775
4776         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4777         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4778         for_each_sched_entity(se) {
4779                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4780                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4781                 if (!se->on_rq)
4782                         break;
4783
4784                 if (dequeue) {
4785                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4786                 } else {
4787                         update_load_avg(qcfs_rq, se, 0);
4788                         se_update_runnable(se);
4789                 }
4790
4791                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4792                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4793
4794                 if (qcfs_rq->load.weight)
4795                         dequeue = 0;
4796         }
4797
4798         if (!se)
4799                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4800
4801         /*
4802          * Note: distribution will already see us throttled via the
4803          * throttled-list.  rq->lock protects completion.
4804          */
4805         cfs_rq->throttled = 1;
4806         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4807         return true;
4808 }
4809
4810 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4811 {
4812         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4813         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4814         struct sched_entity *se;
4815         long task_delta, idle_task_delta;
4816
4817         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4818
4819         cfs_rq->throttled = 0;
4820
4821         update_rq_clock(rq);
4822
4823         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4824         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4825         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4826         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4827
4828         /* update hierarchical throttle state */
4829         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4830
4831         if (!cfs_rq->load.weight)
4832                 return;
4833
4834         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4835         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4836         for_each_sched_entity(se) {
4837                 if (se->on_rq)
4838                         break;
4839                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4840                 enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4841
4842                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4843                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4844
4845                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
4846                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4847                         goto unthrottle_throttle;
4848         }
4849
4850         for_each_sched_entity(se) {
4851                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4852
4853                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4854                 se_update_runnable(se);
4855
4856                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4857                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4858
4859
4860                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
4861                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4862                         goto unthrottle_throttle;
4863
4864                 /*
4865                  * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
4866                  * list. Add it back to not break the leaf list.
4867                  */
4868                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4869                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4870         }
4871
4872         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
4873         add_nr_running(rq, task_delta);
4874
4875 unthrottle_throttle:
4876         /*
4877          * The cfs_rq_throttled() breaks in the above iteration can result in
4878          * incomplete leaf list maintenance, resulting in triggering the
4879          * assertion below.
4880          */
4881         for_each_sched_entity(se) {
4882                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4883
4884                 if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
4885                         break;
4886         }
4887
4888         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
4889
4890         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4891         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4892                 resched_curr(rq);
4893 }
4894
4895 static void distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4896 {
4897         struct cfs_rq *cfs_rq;
4898         u64 runtime, remaining = 1;
4899
4900         rcu_read_lock();
4901         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4902                                 throttled_list) {
4903                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4904                 struct rq_flags rf;
4905
4906                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
4907                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4908                         goto next;
4909
4910                 /* By the above check, this should never be true */
4911                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
4912
4913                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4914                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4915                 if (runtime > cfs_b->runtime)
4916                         runtime = cfs_b->runtime;
4917                 cfs_b->runtime -= runtime;
4918                 remaining = cfs_b->runtime;
4919                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4920
4921                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4922
4923                 /* we check whether we're throttled above */
4924                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4925                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4926
4927 next:
4928                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
4929
4930                 if (!remaining)
4931                         break;
4932         }
4933         rcu_read_unlock();
4934 }
4935
4936 /*
4937  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4938  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4939  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4940  * used to track this state.
4941  */
4942 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
4943 {
4944         int throttled;
4945
4946         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4947         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4948                 goto out_deactivate;
4949
4950         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4951         cfs_b->nr_periods += overrun;
4952
4953         /*
4954          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4955          * we're going inactive then everything else can be deferred
4956          */
4957         if (cfs_b->idle && !throttled)
4958                 goto out_deactivate;
4959
4960         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4961
4962         if (!throttled) {
4963                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4964                 cfs_b->idle = 1;
4965                 return 0;
4966         }
4967
4968         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4969         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4970
4971         /*
4972          * This check is repeated as we release cfs_b->lock while we unthrottle.
4973          */
4974         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
4975                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4976                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4977                 distribute_cfs_runtime(cfs_b);
4978                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4979
4980                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4981         }
4982
4983         /*
4984          * While we are ensured activity in the period following an
4985          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4986          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4987          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4988          */
4989         cfs_b->idle = 0;
4990
4991         return 0;
4992
4993 out_deactivate:
4994         return 1;
4995 }
4996
4997 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4998 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4999 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
5000 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
5001 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
5002 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
5003
5004 /*
5005  * Are we near the end of the current quota period?
5006  *
5007  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
5008  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
5009  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
5010  */
5011 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
5012 {
5013         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
5014         u64 remaining;
5015
5016         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
5017         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
5018                 return 1;
5019
5020         /* is a quota refresh about to occur? */
5021         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
5022         if (remaining < min_expire)
5023                 return 1;
5024
5025         return 0;
5026 }
5027
5028 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5029 {
5030         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
5031
5032         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
5033         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
5034                 return;
5035
5036         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
5037         if (cfs_b->slack_started)
5038                 return;
5039         cfs_b->slack_started = true;
5040
5041         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
5042                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
5043                         HRTIMER_MODE_REL);
5044 }
5045
5046 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
5047 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5048 {
5049         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5050         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
5051
5052         if (slack_runtime <= 0)
5053                 return;
5054
5055         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5056         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
5057                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
5058
5059                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
5060                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
5061                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
5062                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
5063         }
5064         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5065
5066         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
5067         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
5068 }
5069
5070 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5071 {
5072         if (!cfs_bandwidth_used())
5073                 return;
5074
5075         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
5076                 return;
5077
5078         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5079 }
5080
5081 /*
5082  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
5083  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
5084  */
5085 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5086 {
5087         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
5088         unsigned long flags;
5089
5090         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
5091         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5092         cfs_b->slack_started = false;
5093
5094         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
5095                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5096                 return;
5097         }
5098
5099         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
5100                 runtime = cfs_b->runtime;
5101
5102         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5103
5104         if (!runtime)
5105                 return;
5106
5107         distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5108
5109         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5110         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5111 }
5112
5113 /*
5114  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
5115  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
5116  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
5117  */
5118 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
5119 {
5120         if (!cfs_bandwidth_used())
5121                 return;
5122
5123         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
5124         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
5125                 return;
5126
5127         /* ensure the group is not already throttled */
5128         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5129                 return;
5130
5131         /* update runtime allocation */
5132         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5133         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
5134                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5135 }
5136
5137 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
5138 {
5139         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
5140
5141         if (!cfs_bandwidth_used())
5142                 return;
5143
5144         if (!tg->parent)
5145                 return;
5146
5147         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5148         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
5149
5150         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
5151         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
5152 }
5153
5154 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
5155 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5156 {
5157         if (!cfs_bandwidth_used())
5158                 return false;
5159
5160         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
5161                 return false;
5162
5163         /*
5164          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
5165          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
5166          */
5167         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5168                 return true;
5169
5170         return throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5171 }
5172
5173 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
5174 {
5175         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5176                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
5177
5178         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
5179
5180         return HRTIMER_NORESTART;
5181 }
5182
5183 extern const u64 max_cfs_quota_period;
5184
5185 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
5186 {
5187         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5188                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
5189         unsigned long flags;
5190         int overrun;
5191         int idle = 0;
5192         int count = 0;
5193
5194         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5195         for (;;) {
5196                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
5197                 if (!overrun)
5198                         break;
5199
5200                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
5201
5202                 if (++count > 3) {
5203                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
5204
5205                         /*
5206                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
5207                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
5208                          * to fail.
5209                          */
5210                         new = old * 2;
5211                         if (new < max_cfs_quota_period) {
5212                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
5213                                 cfs_b->quota *= 2;
5214
5215                                 pr_warn_ratelimited(
5216         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5217                                         smp_processor_id(),
5218                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
5219                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5220                         } else {
5221                                 pr_warn_ratelimited(
5222         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5223                                         smp_processor_id(),
5224                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
5225                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5226                         }
5227
5228                         /* reset count so we don't come right back in here */
5229                         count = 0;
5230                 }
5231         }
5232         if (idle)
5233                 cfs_b->period_active = 0;
5234         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5235
5236         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
5237 }
5238
5239 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5240 {
5241         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
5242         cfs_b->runtime = 0;
5243         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
5244         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
5245
5246         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5247         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5248         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
5249         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
5250         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
5251         cfs_b->slack_started = false;
5252 }
5253
5254 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5255 {
5256         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5257         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5258 }
5259
5260 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5261 {
5262         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5263
5264         if (cfs_b->period_active)
5265                 return;
5266
5267         cfs_b->period_active = 1;
5268         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5269         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5270 }
5271
5272 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5273 {
5274         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5275         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5276                 return;
5277
5278         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5279         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5280 }
5281
5282 /*
5283  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5284  *
5285  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5286  * bits doesn't do much.
5287  */
5288
5289 /* cpu online calback */
5290 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5291 {
5292         struct task_group *tg;
5293
5294         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5295
5296         rcu_read_lock();
5297         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5298                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5299                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5300
5301                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5302                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5303                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5304         }
5305         rcu_read_unlock();
5306 }
5307
5308 /* cpu offline callback */
5309 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5310 {
5311         struct task_group *tg;
5312
5313         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5314
5315         rcu_read_lock();
5316         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5317                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5318
5319                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5320                         continue;
5321
5322                 /*
5323                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5324                  * there's some valid quota amount
5325                  */
5326                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5327                 /*
5328                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5329                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5330                  */
5331                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5332
5333                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5334                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5335         }
5336         rcu_read_unlock();
5337 }
5338
5339 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5340
5341 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5342 {
5343         return false;
5344 }
5345
5346 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5347 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5348 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5349 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5350 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5351
5352 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5353 {
5354         return 0;
5355 }
5356
5357 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5358 {
5359         return 0;
5360 }
5361
5362 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5363                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5364 {
5365         return 0;
5366 }
5367
5368 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5369
5370 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5371 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5372 #endif
5373
5374 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5375 {
5376         return NULL;
5377 }
5378 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5379 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5380 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5381
5382 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5383
5384 /**************************************************
5385  * CFS operations on tasks:
5386  */
5387
5388 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5389 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5390 {
5391         struct sched_entity *se = &p->se;
5392         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5393
5394         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5395
5396         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5397                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5398                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5399                 s64 delta = slice - ran;
5400
5401                 if (delta < 0) {
5402                         if (rq->curr == p)
5403                                 resched_curr(rq);
5404                         return;
5405                 }
5406                 hrtick_start(rq, delta);
5407         }
5408 }
5409
5410 /*
5411  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5412  * current task is from our class and nr_running is low enough
5413  * to matter.
5414  */
5415 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5416 {
5417         struct task_struct *curr = rq->curr;
5418
5419         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5420                 return;
5421
5422         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5423                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5424 }
5425 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5426 static inline void
5427 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5428 {
5429 }
5430
5431 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5432 {
5433 }
5434 #endif
5435
5436 #ifdef CONFIG_SMP
5437 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5438
5439 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5440 {
5441         return !fits_capacity(cpu_util(cpu), capacity_of(cpu));
5442 }
5443
5444 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5445 {
5446         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5447                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5448                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5449         }
5450 }
5451 #else
5452 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5453 #endif
5454
5455 /* Runqueue only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5456 static int sched_idle_rq(struct rq *rq)
5457 {
5458         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5459                         rq->nr_running);
5460 }
5461
5462 #ifdef CONFIG_SMP
5463 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5464 {
5465         return sched_idle_rq(cpu_rq(cpu));
5466 }
5467 #endif
5468
5469 /*
5470  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5471  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5472  * then put the task into the rbtree:
5473  */
5474 static void
5475 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5476 {
5477         struct cfs_rq *cfs_rq;
5478         struct sched_entity *se = &p->se;
5479         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5480         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
5481
5482         /*
5483          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5484          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5485          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5486          * estimated utilization, before we update schedutil.
5487          */
5488         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5489
5490         /*
5491          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5492          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5493          * passed.
5494          */
5495         if (p->in_iowait)
5496                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5497
5498         for_each_sched_entity(se) {
5499                 if (se->on_rq)
5500                         break;
5501                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5502                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5503
5504                 cfs_rq->h_nr_running++;
5505                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5506
5507                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5508                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5509                         goto enqueue_throttle;
5510
5511                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5512         }
5513
5514         for_each_sched_entity(se) {
5515                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5516
5517                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5518                 se_update_runnable(se);
5519                 update_cfs_group(se);
5520
5521                 cfs_rq->h_nr_running++;
5522                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5523
5524                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5525                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5526                         goto enqueue_throttle;
5527
5528                /*
5529                 * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
5530                 * list. Add it back to not break the leaf list.
5531                 */
5532                if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5533                        list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5534         }
5535
5536         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5537         add_nr_running(rq, 1);
5538
5539         /*
5540          * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5541          * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5542          * ability to cross the overutilized threshold, which will
5543          * result in the load balancer ruining all the task placement
5544          * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5545          * for the first enqueue operation of new tasks during the
5546          * overutilized flag detection.
5547          *
5548          * A better way of solving this problem would be to wait for
5549          * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5550          * into account, but that is not straightforward to implement,
5551          * and the following generally works well enough in practice.
5552          */
5553         if (!task_new)
5554                 update_overutilized_status(rq);
5555
5556 enqueue_throttle:
5557         if (cfs_bandwidth_used()) {
5558                 /*
5559                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5560                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5561                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5562                  * below.
5563                  */
5564                 for_each_sched_entity(se) {
5565                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5566
5567                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5568                                 break;
5569                 }
5570         }
5571
5572         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5573
5574         hrtick_update(rq);
5575 }
5576
5577 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5578
5579 /*
5580  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5581  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5582  * update the fair scheduling stats:
5583  */
5584 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5585 {
5586         struct cfs_rq *cfs_rq;
5587         struct sched_entity *se = &p->se;
5588         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5589         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5590         bool was_sched_idle = sched_idle_rq(rq);
5591
5592         for_each_sched_entity(se) {
5593                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5594                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5595
5596                 cfs_rq->h_nr_running--;
5597                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5598
5599                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5600                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5601                         goto dequeue_throttle;
5602
5603                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5604                 if (cfs_rq->load.weight) {
5605                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5606                         se = parent_entity(se);
5607                         /*
5608                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5609                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5610                          */
5611                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5612                                 set_next_buddy(se);
5613                         break;
5614                 }
5615                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5616         }
5617
5618         for_each_sched_entity(se) {
5619                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5620
5621                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5622                 se_update_runnable(se);
5623                 update_cfs_group(se);
5624
5625                 cfs_rq->h_nr_running--;
5626                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5627
5628                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5629                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5630                         goto dequeue_throttle;
5631
5632         }
5633
5634         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5635         sub_nr_running(rq, 1);
5636
5637         /* balance early to pull high priority tasks */
5638         if (unlikely(!was_sched_idle && sched_idle_rq(rq)))
5639                 rq->next_balance = jiffies;
5640
5641 dequeue_throttle:
5642         util_est_dequeue(&rq->cfs, p, task_sleep);
5643         hrtick_update(rq);
5644 }
5645
5646 #ifdef CONFIG_SMP
5647
5648 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5649 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5650 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5651
5652 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5653
5654 static struct {
5655         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5656         atomic_t nr_cpus;
5657         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5658         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5659         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5660 } nohz ____cacheline_aligned;
5661
5662 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5663
5664 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
5665 {
5666         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
5667 }
5668
5669 /*
5670  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
5671  * @cpu: the CPU which load is requested
5672  * @p: the task which load should be discounted
5673  *
5674  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
5675  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
5676  * CPU.
5677  *
5678  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
5679  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
5680  * load.
5681  */
5682 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5683 {
5684         struct cfs_rq *cfs_rq;
5685         unsigned int load;
5686
5687         /* Task has no contribution or is new */
5688         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5689                 return cpu_load(rq);
5690
5691         cfs_rq = &rq->cfs;
5692         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
5693
5694         /* Discount task's util from CPU's util */
5695         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
5696
5697         return load;
5698 }
5699
5700 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq)
5701 {
5702         return cfs_rq_runnable_avg(&rq->cfs);
5703 }
5704
5705 static unsigned long cpu_runnable_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5706 {
5707         struct cfs_rq *cfs_rq;
5708         unsigned int runnable;
5709
5710         /* Task has no contribution or is new */
5711         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5712                 return cpu_runnable(rq);
5713
5714         cfs_rq = &rq->cfs;
5715         runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
5716
5717         /* Discount task's runnable from CPU's runnable */
5718         lsub_positive(&runnable, p->se.avg.runnable_avg);
5719
5720         return runnable;
5721 }
5722
5723 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5724 {
5725         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5726 }
5727
5728 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5729 {
5730         /*
5731          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5732          * jiffy will not have built up many flips.
5733          */
5734         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5735                 current->wakee_flips >>= 1;
5736                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5737         }
5738
5739         if (current->last_wakee != p) {
5740                 current->last_wakee = p;
5741                 current->wakee_flips++;
5742         }
5743 }
5744
5745 /*
5746  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5747  *
5748  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5749  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5750  *
5751  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5752  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5753  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5754  *
5755  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5756  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5757  *
5758  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5759  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5760  * socket size.
5761  */
5762 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5763 {
5764         unsigned int master = current->wakee_flips;
5765         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5766         int factor = __this_cpu_read(sd_llc_size);
5767
5768         if (master < slave)
5769                 swap(master, slave);
5770         if (slave < factor || master < slave * factor)
5771                 return 0;
5772         return 1;
5773 }
5774
5775 /*
5776  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5777  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5778  * CPU.
5779  *
5780  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5781  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5782  *
5783  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5784  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5785  *                        for the overloaded case.
5786  */
5787 static int
5788 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5789 {
5790         /*
5791          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5792          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5793          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5794          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5795          *
5796          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5797          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5798          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5799          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5800          * on one CPU.
5801          */
5802         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5803                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5804
5805         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5806                 return this_cpu;
5807
5808         return nr_cpumask_bits;
5809 }
5810
5811 static int
5812 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5813                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5814 {
5815         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5816         unsigned long task_load;
5817
5818         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
5819
5820         if (sync) {
5821                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5822
5823                 if (current_load > this_eff_load)
5824                         return this_cpu;
5825
5826                 this_eff_load -= current_load;
5827         }
5828
5829         task_load = task_h_load(p);
5830
5831         this_eff_load += task_load;
5832         if (sched_feat(WA_BIAS))
5833                 this_eff_load *= 100;
5834         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5835
5836         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
5837         prev_eff_load -= task_load;
5838         if (sched_feat(WA_BIAS))
5839                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5840         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5841
5842         /*
5843          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5844          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5845          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5846          * idle.
5847          */
5848         if (sync)
5849                 prev_eff_load += 1;
5850
5851         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5852 }
5853
5854 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5855                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5856 {
5857         int target = nr_cpumask_bits;
5858
5859         if (sched_feat(WA_IDLE))
5860                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5861
5862         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5863                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5864
5865         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5866         if (target == nr_cpumask_bits)
5867                 return prev_cpu;
5868
5869         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5870         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5871         return target;
5872 }
5873
5874 static struct sched_group *
5875 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu);
5876
5877 /*
5878  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5879  */
5880 static int
5881 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5882 {
5883         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5884         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5885         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5886         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5887         int shallowest_idle_cpu = -1;
5888         int i;
5889
5890         /* Check if we have any choice: */
5891         if (group->group_weight == 1)
5892                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5893
5894         /* Traverse only the allowed CPUs */
5895         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
5896                 if (sched_idle_cpu(i))
5897                         return i;
5898
5899                 if (available_idle_cpu(i)) {
5900                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5901                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5902                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5903                                 /*
5904                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5905                                  * has the smallest exit latency irrespective
5906                                  * of any idle timestamp.
5907                                  */
5908                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5909                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5910                                 shallowest_idle_cpu = i;
5911                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5912                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5913                                 /*
5914                                  * If equal or no active idle state, then
5915                                  * the most recently idled CPU might have
5916                                  * a warmer cache.
5917                                  */
5918                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5919                                 shallowest_idle_cpu = i;
5920                         }
5921                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5922                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
5923                         if (load < min_load) {
5924                                 min_load = load;
5925                                 least_loaded_cpu = i;
5926                         }
5927                 }
5928         }
5929
5930         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5931 }
5932
5933 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5934                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5935 {
5936         int new_cpu = cpu;
5937
5938         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
5939                 return prev_cpu;
5940
5941         /*
5942          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
5943          * prev_cpu's last_update_time.
5944          */
5945         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5946                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5947
5948         while (sd) {
5949                 struct sched_group *group;
5950                 struct sched_domain *tmp;
5951                 int weight;
5952
5953                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5954                         sd = sd->child;
5955                         continue;
5956                 }
5957
5958                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu);
5959                 if (!group) {
5960                         sd = sd->child;
5961                         continue;
5962                 }
5963
5964                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
5965                 if (new_cpu == cpu) {
5966                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
5967                         sd = sd->child;
5968                         continue;
5969                 }
5970
5971                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
5972                 cpu = new_cpu;
5973                 weight = sd->span_weight;
5974                 sd = NULL;
5975                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5976                         if (weight <= tmp->span_weight)
5977                                 break;
5978                         if (tmp->flags & sd_flag)
5979                                 sd = tmp;
5980                 }
5981         }
5982
5983         return new_cpu;
5984 }
5985
5986 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5987 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5988 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
5989
5990 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
5991 {
5992         struct sched_domain_shared *sds;
5993
5994         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5995         if (sds)
5996                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
5997 }
5998
5999 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6000 {
6001         struct sched_domain_shared *sds;
6002
6003         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6004         if (sds)
6005                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
6006
6007         return def;
6008 }
6009
6010 /*
6011  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
6012  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
6013  *
6014  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
6015  * state should be fairly cheap.
6016  */
6017 void __update_idle_core(struct rq *rq)
6018 {
6019         int core = cpu_of(rq);
6020         int cpu;
6021
6022         rcu_read_lock();
6023         if (test_idle_cores(core, true))
6024                 goto unlock;
6025
6026         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6027                 if (cpu == core)
6028                         continue;
6029
6030                 if (!available_idle_cpu(cpu))
6031                         goto unlock;
6032         }
6033
6034         set_idle_cores(core, 1);
6035 unlock:
6036         rcu_read_unlock();
6037 }
6038
6039 /*
6040  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
6041  * there are no idle cores left in the system; tracked through
6042  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
6043  */
6044 static int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6045 {
6046         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6047         int core, cpu;
6048
6049         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6050                 return -1;
6051
6052         if (!test_idle_cores(target, false))
6053                 return -1;
6054
6055         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6056
6057         for_each_cpu_wrap(core, cpus, target) {
6058                 bool idle = true;
6059
6060                 for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6061                         if (!available_idle_cpu(cpu)) {
6062                                 idle = false;
6063                                 break;
6064                         }
6065                 }
6066                 cpumask_andnot(cpus, cpus, cpu_smt_mask(core));
6067
6068                 if (idle)
6069                         return core;
6070         }
6071
6072         /*
6073          * Failed to find an idle core; stop looking for one.
6074          */
6075         set_idle_cores(target, 0);
6076
6077         return -1;
6078 }
6079
6080 /*
6081  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
6082  */
6083 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6084 {
6085         int cpu;
6086
6087         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6088                 return -1;
6089
6090         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
6091                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr) ||
6092                     !cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
6093                         continue;
6094                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6095                         return cpu;
6096         }
6097
6098         return -1;
6099 }
6100
6101 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
6102
6103 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6104 {
6105         return -1;
6106 }
6107
6108 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6109 {
6110         return -1;
6111 }
6112
6113 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
6114
6115 /*
6116  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
6117  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
6118  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
6119  */
6120 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6121 {
6122         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6123         struct sched_domain *this_sd;
6124         u64 avg_cost, avg_idle;
6125         u64 time;
6126         int this = smp_processor_id();
6127         int cpu, nr = INT_MAX;
6128
6129         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
6130         if (!this_sd)
6131                 return -1;
6132
6133         /*
6134          * Due to large variance we need a large fuzz factor; hackbench in
6135          * particularly is sensitive here.
6136          */
6137         avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
6138         avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6139
6140         if (sched_feat(SIS_AVG_CPU) && avg_idle < avg_cost)
6141                 return -1;
6142
6143         if (sched_feat(SIS_PROP)) {
6144                 u64 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6145                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6146                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6147                 else
6148                         nr = 4;
6149         }
6150
6151         time = cpu_clock(this);
6152
6153         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6154
6155         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6156                 if (!--nr)
6157                         return -1;
6158                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6159                         break;
6160         }
6161
6162         time = cpu_clock(this) - time;
6163         update_avg(&this_sd->avg_scan_cost, time);
6164
6165         return cpu;
6166 }
6167
6168 /*
6169  * Scan the asym_capacity domain for idle CPUs; pick the first idle one on which
6170  * the task fits. If no CPU is big enough, but there are idle ones, try to
6171  * maximize capacity.
6172  */
6173 static int
6174 select_idle_capacity(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6175 {
6176         unsigned long task_util, best_cap = 0;
6177         int cpu, best_cpu = -1;
6178         struct cpumask *cpus;
6179
6180         cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6181         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6182
6183         task_util = uclamp_task_util(p);
6184
6185         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6186                 unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
6187
6188                 if (!available_idle_cpu(cpu) && !sched_idle_cpu(cpu))
6189                         continue;
6190                 if (fits_capacity(task_util, cpu_cap))
6191                         return cpu;
6192
6193                 if (cpu_cap > best_cap) {
6194                         best_cap = cpu_cap;
6195                         best_cpu = cpu;
6196                 }
6197         }
6198
6199         return best_cpu;
6200 }
6201
6202 static inline bool asym_fits_capacity(int task_util, int cpu)
6203 {
6204         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6205                 return fits_capacity(task_util, capacity_of(cpu));
6206
6207         return true;
6208 }
6209
6210 /*
6211  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6212  */
6213 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6214 {
6215         struct sched_domain *sd;
6216         unsigned long task_util;
6217         int i, recent_used_cpu;
6218
6219         /*
6220          * On asymmetric system, update task utilization because we will check
6221          * that the task fits with cpu's capacity.
6222          */
6223         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity)) {
6224                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6225                 task_util = uclamp_task_util(p);
6226         }
6227
6228         if ((available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target)) &&
6229             asym_fits_capacity(task_util, target))
6230                 return target;
6231
6232         /*
6233          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6234          */
6235         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
6236             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)) &&
6237             asym_fits_capacity(task_util, prev))
6238                 return prev;
6239
6240         /*
6241          * Allow a per-cpu kthread to stack with the wakee if the
6242          * kworker thread and the tasks previous CPUs are the same.
6243          * The assumption is that the wakee queued work for the
6244          * per-cpu kthread that is now complete and the wakeup is
6245          * essentially a sync wakeup. An obvious example of this
6246          * pattern is IO completions.
6247          */
6248         if (is_per_cpu_kthread(current) &&
6249             prev == smp_processor_id() &&
6250             this_rq()->nr_running <= 1) {
6251                 return prev;
6252         }
6253
6254         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6255         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6256         if (recent_used_cpu != prev &&
6257             recent_used_cpu != target &&
6258             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6259             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
6260             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr) &&
6261             asym_fits_capacity(task_util, recent_used_cpu)) {
6262                 /*
6263                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6264                  * candidate for the next wake:
6265                  */
6266                 p->recent_used_cpu = prev;
6267                 return recent_used_cpu;
6268         }
6269
6270         /*
6271          * For asymmetric CPU capacity systems, our domain of interest is
6272          * sd_asym_cpucapacity rather than sd_llc.
6273          */
6274         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity)) {
6275                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, target));
6276                 /*
6277                  * On an asymmetric CPU capacity system where an exclusive
6278                  * cpuset defines a symmetric island (i.e. one unique
6279                  * capacity_orig value through the cpuset), the key will be set
6280                  * but the CPUs within that cpuset will not have a domain with
6281                  * SD_ASYM_CPUCAPACITY. These should follow the usual symmetric
6282                  * capacity path.
6283                  */
6284                 if (sd) {
6285                         i = select_idle_capacity(p, sd, target);
6286                         return ((unsigned)i < nr_cpumask_bits) ? i : target;
6287                 }
6288         }
6289
6290         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6291         if (!sd)
6292                 return target;
6293
6294         i = select_idle_core(p, sd, target);
6295         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6296                 return i;
6297
6298         i = select_idle_cpu(p, sd, target);
6299         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6300                 return i;
6301
6302         i = select_idle_smt(p, sd, target);
6303         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6304                 return i;
6305
6306         return target;
6307 }
6308
6309 /**
6310  * Amount of capacity of a CPU that is (estimated to be) used by CFS tasks
6311  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6312  *
6313  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6314  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6315  * (ie cpu_capacity).
6316  *
6317  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6318  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6319  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6320  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6321  * (arch_scale_freq_capacity()).
6322  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6323  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6324  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6325  *
6326  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6327  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6328  * currently RUNNABLE on that CPU.
6329  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6330  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6331  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6332  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6333  *
6334  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6335  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6336  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6337  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6338  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6339  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6340  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6341  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6342  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6343  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6344  *
6345  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6346  */
6347 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6348 {
6349         struct cfs_rq *cfs_rq;
6350         unsigned int util;
6351
6352         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6353         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6354
6355         if (sched_feat(UTIL_EST))
6356                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6357
6358         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6359 }
6360
6361 /*
6362  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6363  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6364  * @p: the task which utilization should be discounted
6365  *
6366  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6367  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6368  * execution on that CPU.
6369  *
6370  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6371  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6372  * contributing to the CPU utilization.
6373  */
6374 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6375 {
6376         struct cfs_rq *cfs_rq;
6377         unsigned int util;
6378
6379         /* Task has no contribution or is new */
6380         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6381                 return cpu_util(cpu);
6382
6383         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6384         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6385
6386         /* Discount task's util from CPU's util */
6387         lsub_positive(&util, task_util(p));
6388
6389         /*
6390          * Covered cases:
6391          *
6392          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6393          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6394          *    and thus we return:
6395          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6396          *
6397          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6398          *    IDLE, then:
6399          *      cpu_util >= task_util
6400          *      cpu_util > util_est (== 0)
6401          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6402          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6403          *
6404          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6405          *      util_est > cpu_util
6406          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6407          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6408          *    considering the expected utilization of tasks already
6409          *    runnable on that CPU.
6410          *
6411          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6412          * covered by the following code when estimated utilization is
6413          * enabled.
6414          */
6415         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6416                 unsigned int estimated =
6417                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6418
6419                 /*
6420                  * Despite the following checks we still have a small window
6421                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6422                  * races with LB's detach_task():
6423                  *
6424                  *   detach_task()
6425                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6426                  *     ---------------------------------- A
6427                  *     deactivate_task()                   \
6428                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6429                  *         util_est_dequeue()              /
6430                  *     ---------------------------------- B
6431                  *
6432                  * The additional check on "current == p" it's required to
6433                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6434                  * reducing the chances for the above race.
6435                  */
6436                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6437                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6438
6439                 util = max(util, estimated);
6440         }
6441
6442         /*
6443          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6444          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6445          * the cpu_util call.
6446          */
6447         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6448 }
6449
6450 /*
6451  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6452  * to @dst_cpu.
6453  */
6454 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6455 {
6456         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6457         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6458
6459         /*
6460          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6461          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6462          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6463          * util_avg should already be correct.
6464          */
6465         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6466                 sub_positive(&util, task_util(p));
6467         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6468                 util += task_util(p);
6469
6470         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6471                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6472
6473                 /*
6474                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6475                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6476                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6477                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6478                  */
6479                 if (dst_cpu == cpu)
6480                         util_est += _task_util_est(p);
6481
6482                 util = max(util, util_est);
6483         }
6484
6485         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6486 }
6487
6488 /*
6489  * compute_energy(): Estimates the energy that @pd would consume if @p was
6490  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6491  * landscape of @pd's CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6492  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6493  * task.
6494  */
6495 static long
6496 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6497 {
6498         struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6499         unsigned long cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6500         unsigned long max_util = 0, sum_util = 0;
6501         int cpu;
6502
6503         /*
6504          * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by CPUs
6505          * of another rd if they belong to the same pd. So, account for the
6506          * utilization of these CPUs too by masking pd with cpu_online_mask
6507          * instead of the rd span.
6508          *
6509          * If an entire pd is outside of the current rd, it will not appear in
6510          * its pd list and will not be accounted by compute_energy().
6511          */
6512         for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6513                 unsigned long cpu_util, util_cfs = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6514                 struct task_struct *tsk = cpu == dst_cpu ? p : NULL;
6515
6516                 /*
6517                  * Busy time computation: utilization clamping is not
6518                  * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6519                  * is already enough to scale the EM reported power
6520                  * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6521                  */
6522                 sum_util += schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6523                                                ENERGY_UTIL, NULL);
6524
6525                 /*
6526                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6527                  * must be considered since it affects the selection
6528                  * of the performance domain frequency.
6529                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6530                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6531                  */
6532                 cpu_util = schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6533                                               FREQUENCY_UTIL, tsk);
6534                 max_util = max(max_util, cpu_util);
6535         }
6536
6537         return em_cpu_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util);
6538 }
6539
6540 /*
6541  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6542  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6543  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6544  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6545  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6546  *
6547  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6548  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6549  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6550  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6551  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6552  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6553  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6554  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6555  * the best candidates of the performance domain.
6556  *
6557  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6558  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6559  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6560  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6561  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6562  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6563  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6564  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6565  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6566  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6567  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6568  *
6569  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6570  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6571  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6572  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6573  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6574  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6575  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6576  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6577  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6578  */
6579 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6580 {
6581         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6582         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6583         unsigned long cpu_cap, util, base_energy = 0;
6584         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu;
6585         struct sched_domain *sd;
6586         struct perf_domain *pd;
6587
6588         rcu_read_lock();
6589         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6590         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6591                 goto fail;
6592
6593         /*
6594          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6595          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6596          */
6597         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6598         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6599                 sd = sd->parent;
6600         if (!sd)
6601                 goto fail;
6602
6603         sync_entity_load_avg(&p->se);
6604         if (!task_util_est(p))
6605                 goto unlock;
6606
6607         for (; pd; pd = pd->next) {
6608                 unsigned long cur_delta, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6609                 unsigned long base_energy_pd;
6610                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6611
6612                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
6613                 base_energy_pd = compute_energy(p, -1, pd);
6614                 base_energy += base_energy_pd;
6615
6616                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6617                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6618                                 continue;
6619
6620                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6621                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6622                         spare_cap = cpu_cap;
6623                         lsub_positive(&spare_cap, util);
6624
6625                         /*
6626                          * Skip CPUs that cannot satisfy the capacity request.
6627                          * IOW, placing the task there would make the CPU
6628                          * overutilized. Take uclamp into account to see how
6629                          * much capacity we can get out of the CPU; this is
6630                          * aligned with schedutil_cpu_util().
6631                          */
6632                         util = uclamp_rq_util_with(cpu_rq(cpu), util, p);
6633                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6634                                 continue;
6635
6636                         /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6637                         if (cpu == prev_cpu) {
6638                                 prev_delta = compute_energy(p, prev_cpu, pd);
6639                                 prev_delta -= base_energy_pd;
6640                                 best_delta = min(best_delta, prev_delta);
6641                         }
6642
6643                         /*
6644                          * Find the CPU with the maximum spare capacity in
6645                          * the performance domain
6646                          */
6647                         if (spare_cap > max_spare_cap) {
6648                                 max_spare_cap = spare_cap;
6649                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6650                         }
6651                 }
6652
6653                 /* Evaluate the energy impact of using this CPU. */
6654                 if (max_spare_cap_cpu >= 0 && max_spare_cap_cpu != prev_cpu) {
6655                         cur_delta = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, pd);
6656                         cur_delta -= base_energy_pd;
6657                         if (cur_delta < best_delta) {
6658                                 best_delta = cur_delta;
6659                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6660                         }
6661                 }
6662         }
6663 unlock:
6664         rcu_read_unlock();
6665
6666         /*
6667          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6668          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6669          */
6670         if (prev_delta == ULONG_MAX)
6671                 return best_energy_cpu;
6672
6673         if ((prev_delta - best_delta) > ((prev_delta + base_energy) >> 4))
6674                 return best_energy_cpu;
6675
6676         return prev_cpu;
6677
6678 fail:
6679         rcu_read_unlock();
6680
6681         return -1;
6682 }
6683
6684 /*
6685  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6686  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6687  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6688  *
6689  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6690  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6691  *
6692  * Returns the target CPU number.
6693  *
6694  * preempt must be disabled.
6695  */
6696 static int
6697 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6698 {
6699         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6700         int cpu = smp_processor_id();
6701         int new_cpu = prev_cpu;
6702         int want_affine = 0;
6703         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6704
6705         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
6706                 record_wakee(p);
6707
6708                 if (sched_energy_enabled()) {
6709                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6710                         if (new_cpu >= 0)
6711                                 return new_cpu;
6712                         new_cpu = prev_cpu;
6713                 }
6714
6715                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
6716         }
6717
6718         rcu_read_lock();
6719         for_each_domain(cpu, tmp) {
6720                 /*
6721                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6722                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6723                  */
6724                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6725                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6726                         if (cpu != prev_cpu)
6727                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6728
6729                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6730                         break;
6731                 }
6732
6733                 if (tmp->flags & sd_flag)
6734                         sd = tmp;
6735                 else if (!want_affine)
6736                         break;
6737         }
6738
6739         if (unlikely(sd)) {
6740                 /* Slow path */
6741                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6742         } else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) { /* XXX always ? */
6743                 /* Fast path */
6744
6745                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6746
6747                 if (want_affine)
6748                         current->recent_used_cpu = cpu;
6749         }
6750         rcu_read_unlock();
6751
6752         return new_cpu;
6753 }
6754
6755 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6756
6757 /*
6758  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6759  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6760  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6761  */
6762 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6763 {
6764         /*
6765          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6766          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6767          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6768          * the task on the new runqueue.
6769          */
6770         if (p->state == TASK_WAKING) {
6771                 struct sched_entity *se = &p->se;
6772                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6773                 u64 min_vruntime;
6774
6775 #ifndef CONFIG_64BIT
6776                 u64 min_vruntime_copy;
6777
6778                 do {
6779                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6780                         smp_rmb();
6781                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6782                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6783 #else
6784                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6785 #endif
6786
6787                 se->vruntime -= min_vruntime;
6788         }
6789
6790         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6791                 /*
6792                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6793                  * rq->lock and can modify state directly.
6794                  */
6795                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6796                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6797
6798         } else {
6799                 /*
6800                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6801                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6802                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6803                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6804                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6805                  * sounds not bad.
6806                  */
6807                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6808         }
6809
6810         /* Tell new CPU we are migrated */
6811         p->se.avg.last_update_time = 0;
6812
6813         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6814         p->se.exec_start = 0;
6815
6816         update_scan_period(p, new_cpu);
6817 }
6818
6819 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6820 {
6821         remove_entity_load_avg(&p->se);
6822 }
6823
6824 static int
6825 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6826 {
6827         if (rq->nr_running)
6828                 return 1;
6829
6830         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
6831 }
6832 #endif /* CONFIG_SMP */
6833
6834 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6835 {
6836         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6837
6838         /*
6839          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6840          * to virtual-time in his units.
6841          *
6842          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6843          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6844          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6845          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6846          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6847          *
6848          * This is especially important for buddies when the leftmost
6849          * task is higher priority than the buddy.
6850          */
6851         return calc_delta_fair(gran, se);
6852 }
6853
6854 /*
6855  * Should 'se' preempt 'curr'.
6856  *
6857  *             |s1
6858  *        |s2
6859  *   |s3
6860  *         g
6861  *      |<--->|c
6862  *
6863  *  w(c, s1) = -1
6864  *  w(c, s2) =  0
6865  *  w(c, s3) =  1
6866  *
6867  */
6868 static int
6869 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6870 {
6871         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6872
6873         if (vdiff <= 0)
6874                 return -1;
6875
6876         gran = wakeup_gran(se);
6877         if (vdiff > gran)
6878                 return 1;
6879
6880         return 0;
6881 }
6882
6883 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6884 {
6885         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6886                 return;
6887
6888         for_each_sched_entity(se) {
6889                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6890                         return;
6891                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6892         }
6893 }
6894
6895 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6896 {
6897         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6898                 return;
6899
6900         for_each_sched_entity(se) {
6901                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6902                         return;
6903                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6904         }
6905 }
6906
6907 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6908 {
6909         for_each_sched_entity(se)
6910                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6911 }
6912
6913 /*
6914  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6915  */
6916 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6917 {
6918         struct task_struct *curr = rq->curr;
6919         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6920         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6921         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6922         int next_buddy_marked = 0;
6923
6924         if (unlikely(se == pse))
6925                 return;
6926
6927         /*
6928          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6929          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6930          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6931          * next-buddy nomination below.
6932          */
6933         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6934                 return;
6935
6936         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6937                 set_next_buddy(pse);
6938                 next_buddy_marked = 1;
6939         }
6940
6941         /*
6942          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6943          * wake up path.
6944          *
6945          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6946          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6947          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6948          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6949          * below.
6950          */
6951         if (test_tsk_need_resched(curr))
6952                 return;
6953
6954         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6955         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
6956             likely(!task_has_idle_policy(p)))
6957                 goto preempt;
6958
6959         /*
6960          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6961          * is driven by the tick):
6962          */
6963         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6964                 return;
6965
6966         find_matching_se(&se, &pse);
6967         update_curr(cfs_rq_of(se));
6968         BUG_ON(!pse);
6969         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6970                 /*
6971                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6972                  * triggering this preemption.
6973                  */
6974                 if (!next_buddy_marked)
6975                         set_next_buddy(pse);
6976                 goto preempt;
6977         }
6978
6979         return;
6980
6981 preempt:
6982         resched_curr(rq);
6983         /*
6984          * Only set the backward buddy when the current task is still
6985          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6986          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6987          * point, either of which can * drop the rq lock.
6988          *
6989          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6990          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6991          */
6992         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6993                 return;
6994
6995         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6996                 set_last_buddy(se);
6997 }
6998
6999 struct task_struct *
7000 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7001 {
7002         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7003         struct sched_entity *se;
7004         struct task_struct *p;
7005         int new_tasks;
7006
7007 again:
7008         if (!sched_fair_runnable(rq))
7009                 goto idle;
7010
7011 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7012         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
7013                 goto simple;
7014
7015         /*
7016          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
7017          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
7018          *
7019          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
7020          * hierarchy, only change the part that actually changes.
7021          */
7022
7023         do {
7024                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7025
7026                 /*
7027                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
7028                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
7029                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
7030                  * forget we've ever seen it.
7031                  */
7032                 if (curr) {
7033                         if (curr->on_rq)
7034                                 update_curr(cfs_rq);
7035                         else
7036                                 curr = NULL;
7037
7038                         /*
7039                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
7040                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
7041                          * Therefore the nr_running test will indeed
7042                          * be correct.
7043                          */
7044                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
7045                                 cfs_rq = &rq->cfs;
7046
7047                                 if (!cfs_rq->nr_running)
7048                                         goto idle;
7049
7050                                 goto simple;
7051                         }
7052                 }
7053
7054                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7055                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7056         } while (cfs_rq);
7057
7058         p = task_of(se);
7059
7060         /*
7061          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
7062          * is a different task than we started out with, try and touch the
7063          * least amount of cfs_rqs.
7064          */
7065         if (prev != p) {
7066                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
7067
7068                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
7069                         int se_depth = se->depth;
7070                         int pse_depth = pse->depth;
7071
7072                         if (se_depth <= pse_depth) {
7073                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
7074                                 pse = parent_entity(pse);
7075                         }
7076                         if (se_depth >= pse_depth) {
7077                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
7078                                 se = parent_entity(se);
7079                         }
7080                 }
7081
7082                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
7083                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7084         }
7085
7086         goto done;
7087 simple:
7088 #endif
7089         if (prev)
7090                 put_prev_task(rq, prev);
7091
7092         do {
7093                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
7094                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7095                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7096         } while (cfs_rq);
7097
7098         p = task_of(se);
7099
7100 done: __maybe_unused;
7101 #ifdef CONFIG_SMP
7102         /*
7103          * Move the next running task to the front of
7104          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
7105          * one.
7106          */
7107         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
7108 #endif
7109
7110         if (hrtick_enabled(rq))
7111                 hrtick_start_fair(rq, p);
7112
7113         update_misfit_status(p, rq);
7114
7115         return p;
7116
7117 idle:
7118         if (!rf)
7119                 return NULL;
7120
7121         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
7122
7123         /*
7124          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
7125          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
7126          * must re-start the pick_next_entity() loop.
7127          */
7128         if (new_tasks < 0)
7129                 return RETRY_TASK;
7130
7131         if (new_tasks > 0)
7132                 goto again;
7133
7134         /*
7135          * rq is about to be idle, check if we need to update the
7136          * lost_idle_time of clock_pelt
7137          */
7138         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
7139
7140         return NULL;
7141 }
7142
7143 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
7144 {
7145         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
7146 }
7147
7148 /*
7149  * Account for a descheduled task:
7150  */
7151 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
7152 {
7153         struct sched_entity *se = &prev->se;
7154         struct cfs_rq *cfs_rq;
7155
7156         for_each_sched_entity(se) {
7157                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7158                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
7159         }
7160 }
7161
7162 /*
7163  * sched_yield() is very simple
7164  *
7165  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
7166  */
7167 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
7168 {
7169         struct task_struct *curr = rq->curr;
7170         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7171         struct sched_entity *se = &curr->se;
7172
7173         /*
7174          * Are we the only task in the tree?
7175          */
7176         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
7177                 return;
7178
7179         clear_buddies(cfs_rq, se);
7180
7181         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
7182                 update_rq_clock(rq);
7183                 /*
7184                  * Update run-time statistics of the 'current'.
7185                  */
7186                 update_curr(cfs_rq);
7187                 /*
7188                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
7189                  * so we don't do microscopic update in schedule()
7190                  * and double the fastpath cost.
7191                  */
7192                 rq_clock_skip_update(rq);
7193         }
7194
7195         set_skip_buddy(se);
7196 }
7197
7198 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7199 {
7200         struct sched_entity *se = &p->se;
7201
7202         /* throttled hierarchies are not runnable */
7203         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
7204                 return false;
7205
7206         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
7207         set_next_buddy(se);
7208
7209         yield_task_fair(rq);
7210
7211         return true;
7212 }
7213
7214 #ifdef CONFIG_SMP
7215 /**************************************************
7216  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7217  *
7218  * BASICS
7219  *
7220  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7221  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7222  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7223  *
7224  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7225  *
7226  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7227  * W_i,0 is defined as:
7228  *
7229  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7230  *
7231  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7232  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7233  *
7234  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7235  * weight:
7236  *
7237  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7238  *
7239  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7240  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7241  * can also include other factors [XXX].
7242  *
7243  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7244  * directly from (1):
7245  *
7246  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7247  *
7248  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7249  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7250  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7251  *
7252  * [XXX expand on:
7253  *     - infeasible weights;
7254  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7255  *
7256  *
7257  * SCHED DOMAINS
7258  *
7259  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7260  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7261  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7262  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7263  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7264  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7265  * the groups.
7266  *
7267  * This yields:
7268  *
7269  *     log_2 n     1     n
7270  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7271  *     i = 0      2^i   2^i
7272  *                               `- size of each group
7273  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7274  *         |         `- freq
7275  *         `- sum over all levels
7276  *
7277  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7278  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7279  *
7280  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7281  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7282  *
7283  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7284  *
7285  *             log_2 n
7286  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7287  *             k = 0
7288  *
7289  * And you'll find that:
7290  *
7291  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7292  *
7293  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7294  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7295  * of:
7296  *
7297  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7298  *
7299  *
7300  * WORK CONSERVING
7301  *
7302  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7303  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7304  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7305  *
7306  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7307  * time.
7308  *
7309  * [XXX more?]
7310  *
7311  *
7312  * CGROUPS
7313  *
7314  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7315  *
7316  *                                s_k,i
7317  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7318  *                                 S_k
7319  *
7320  * Where
7321  *
7322  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7323  *
7324  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7325  *
7326  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7327  * property.
7328  *
7329  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7330  *      rewrite all of this once again.]
7331  */
7332
7333 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7334
7335 enum fbq_type { regular, remote, all };
7336
7337 /*
7338  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
7339  *
7340  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
7341  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
7342  * group. See update_sd_pick_busiest().
7343  */
7344 enum group_type {
7345         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
7346         group_has_spare = 0,
7347         /*
7348          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
7349          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
7350          */
7351         group_fully_busy,
7352         /*
7353          * SD_ASYM_CPUCAPACITY only: One task doesn't fit with CPU's capacity
7354          * and must be migrated to a more powerful CPU.
7355          */
7356         group_misfit_task,
7357         /*
7358          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
7359          * and the task should be migrated to it instead of running on the
7360          * current CPU.
7361          */
7362         group_asym_packing,
7363         /*
7364          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
7365          * from balancing the load across the system.
7366          */
7367         group_imbalanced,
7368         /*
7369          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
7370          * tasks.
7371          */
7372         group_overloaded
7373 };
7374
7375 enum migration_type {
7376         migrate_load = 0,
7377         migrate_util,
7378         migrate_task,
7379         migrate_misfit
7380 };
7381
7382 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7383 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7384 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7385 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7386 #define LBF_NOHZ_STATS  0x10
7387 #define LBF_NOHZ_AGAIN  0x20
7388
7389 struct lb_env {
7390         struct sched_domain     *sd;
7391
7392         struct rq               *src_rq;
7393         int                     src_cpu;
7394
7395         int                     dst_cpu;
7396         struct rq               *dst_rq;
7397
7398         struct cpumask          *dst_grpmask;
7399         int                     new_dst_cpu;
7400         enum cpu_idle_type      idle;
7401         long                    imbalance;
7402         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7403         struct cpumask          *cpus;
7404
7405         unsigned int            flags;
7406
7407         unsigned int            loop;
7408         unsigned int            loop_break;
7409         unsigned int            loop_max;
7410
7411         enum fbq_type           fbq_type;
7412         enum migration_type     migration_type;
7413         struct list_head        tasks;
7414 };
7415
7416 /*
7417  * Is this task likely cache-hot:
7418  */
7419 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7420 {
7421         s64 delta;
7422
7423         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7424
7425         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7426                 return 0;
7427
7428         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7429                 return 0;
7430
7431         /* SMT siblings share cache */
7432         if (env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
7433                 return 0;
7434
7435         /*
7436          * Buddy candidates are cache hot:
7437          */
7438         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7439                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7440                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7441                 return 1;
7442
7443         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7444                 return 1;
7445         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7446                 return 0;
7447
7448         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7449
7450         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7451 }
7452
7453 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7454 /*
7455  * Returns 1, if task migration degrades locality
7456  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7457  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7458  */
7459 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7460 {
7461         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7462         unsigned long src_weight, dst_weight;
7463         int src_nid, dst_nid, dist;
7464
7465         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7466                 return -1;
7467
7468         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7469                 return -1;
7470
7471         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7472         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7473
7474         if (src_nid == dst_nid)
7475                 return -1;
7476
7477         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7478         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7479                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7480                         return 1;
7481                 else
7482                         return -1;
7483         }
7484
7485         /* Encourage migration to the preferred node. */
7486         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7487                 return 0;
7488
7489         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7490         if (env->idle == CPU_IDLE)
7491                 return -1;
7492
7493         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7494         if (numa_group) {
7495                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7496                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7497         } else {
7498                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7499                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7500         }
7501
7502         return dst_weight < src_weight;
7503 }
7504
7505 #else
7506 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7507                                              struct lb_env *env)
7508 {
7509         return -1;
7510 }
7511 #endif
7512
7513 /*
7514  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7515  */
7516 static
7517 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7518 {
7519         int tsk_cache_hot;
7520
7521         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7522
7523         /*
7524          * We do not migrate tasks that are:
7525          * 1) throttled_lb_pair, or
7526          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7527          * 3) running (obviously), or
7528          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7529          */
7530         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7531                 return 0;
7532
7533         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7534                 int cpu;
7535
7536                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7537
7538                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7539
7540                 /*
7541                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7542                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7543                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7544                  *
7545                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
7546                  * already computed one in current iteration.
7547                  */
7548                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
7549                         return 0;
7550
7551                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7552                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7553                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7554                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7555                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7556                                 break;
7557                         }
7558                 }
7559
7560                 return 0;
7561         }
7562
7563         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7564         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7565
7566         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7567                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7568                 return 0;
7569         }
7570
7571         /*
7572          * Aggressive migration if:
7573          * 1) destination numa is preferred
7574          * 2) task is cache cold, or
7575          * 3) too many balance attempts have failed.
7576          */
7577         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7578         if (tsk_cache_hot == -1)
7579                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7580
7581         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7582             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7583                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7584                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7585                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7586                 }
7587                 return 1;
7588         }
7589
7590         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7591         return 0;
7592 }
7593
7594 /*
7595  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7596  */
7597 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7598 {
7599         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7600
7601         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7602         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7603 }
7604
7605 /*
7606  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7607  * part of active balancing operations within "domain".
7608  *
7609  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7610  */
7611 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7612 {
7613         struct task_struct *p;
7614
7615         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7616
7617         list_for_each_entry_reverse(p,
7618                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7619                 if (!can_migrate_task(p, env))
7620                         continue;
7621
7622                 detach_task(p, env);
7623
7624                 /*
7625                  * Right now, this is only the second place where
7626                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7627                  * so we can safely collect stats here rather than
7628                  * inside detach_tasks().
7629                  */
7630                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7631                 return p;
7632         }
7633         return NULL;
7634 }
7635
7636 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7637
7638 /*
7639  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
7640  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7641  *
7642  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7643  */
7644 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7645 {
7646         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7647         unsigned long util, load;
7648         struct task_struct *p;
7649         int detached = 0;
7650
7651         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7652
7653         if (env->imbalance <= 0)
7654                 return 0;
7655
7656         while (!list_empty(tasks)) {
7657                 /*
7658                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7659                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7660                  */
7661                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7662                         break;
7663
7664                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7665
7666                 env->loop++;
7667                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7668                 if (env->loop > env->loop_max)
7669                         break;
7670
7671                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7672                 if (env->loop > env->loop_break) {
7673                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7674                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7675                         break;
7676                 }
7677
7678                 if (!can_migrate_task(p, env))
7679                         goto next;
7680
7681                 switch (env->migration_type) {
7682                 case migrate_load:
7683                         /*
7684                          * Depending of the number of CPUs and tasks and the
7685                          * cgroup hierarchy, task_h_load() can return a null
7686                          * value. Make sure that env->imbalance decreases
7687                          * otherwise detach_tasks() will stop only after
7688                          * detaching up to loop_max tasks.
7689                          */
7690                         load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
7691
7692                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
7693                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7694                                 goto next;
7695
7696                         /*
7697                          * Make sure that we don't migrate too much load.
7698                          * Nevertheless, let relax the constraint if
7699                          * scheduler fails to find a good waiting task to
7700                          * migrate.
7701                          */
7702
7703                         if ((load >> env->sd->nr_balance_failed) > env->imbalance)
7704                                 goto next;
7705
7706                         env->imbalance -= load;
7707                         break;
7708
7709                 case migrate_util:
7710                         util = task_util_est(p);
7711
7712                         if (util > env->imbalance)
7713                                 goto next;
7714
7715                         env->imbalance -= util;
7716                         break;
7717
7718                 case migrate_task:
7719                         env->imbalance--;
7720                         break;
7721
7722                 case migrate_misfit:
7723                         /* This is not a misfit task */
7724                         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(env->src_cpu)))
7725                                 goto next;
7726
7727                         env->imbalance = 0;
7728                         break;
7729                 }
7730
7731                 detach_task(p, env);
7732                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7733
7734                 detached++;
7735
7736 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
7737                 /*
7738                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7739                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7740                  * the critical section.
7741                  */
7742                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7743                         break;
7744 #endif
7745
7746                 /*
7747                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7748                  * load/util/tasks.
7749                  */
7750                 if (env->imbalance <= 0)
7751                         break;
7752
7753                 continue;
7754 next:
7755                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7756         }
7757
7758         /*
7759          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7760          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7761          * than inside detach_one_task().
7762          */
7763         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7764
7765         return detached;
7766 }
7767
7768 /*
7769  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7770  */
7771 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7772 {
7773         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7774
7775         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7776         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7777         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7778 }
7779
7780 /*
7781  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7782  * its new rq.
7783  */
7784 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7785 {
7786         struct rq_flags rf;
7787
7788         rq_lock(rq, &rf);
7789         update_rq_clock(rq);
7790         attach_task(rq, p);
7791         rq_unlock(rq, &rf);
7792 }
7793
7794 /*
7795  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7796  * new rq.
7797  */
7798 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7799 {
7800         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7801         struct task_struct *p;
7802         struct rq_flags rf;
7803
7804         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7805         update_rq_clock(env->dst_rq);
7806
7807         while (!list_empty(tasks)) {
7808                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7809                 list_del_init(&p->se.group_node);
7810
7811                 attach_task(env->dst_rq, p);
7812         }
7813
7814         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7815 }
7816
7817 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7818 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7819 {
7820         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7821                 return true;
7822
7823         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7824                 return true;
7825
7826         return false;
7827 }
7828
7829 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7830 {
7831         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7832                 return true;
7833
7834         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7835                 return true;
7836
7837         if (thermal_load_avg(rq))
7838                 return true;
7839
7840 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
7841         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7842                 return true;
7843 #endif
7844
7845         return false;
7846 }
7847
7848 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
7849 {
7850         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7851
7852         if (!has_blocked)
7853                 rq->has_blocked_load = 0;
7854 }
7855 #else
7856 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
7857 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
7858 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
7859 #endif
7860
7861 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
7862 {
7863         const struct sched_class *curr_class;
7864         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
7865         unsigned long thermal_pressure;
7866         bool decayed;
7867
7868         /*
7869          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
7870          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
7871          */
7872         curr_class = rq->curr->sched_class;
7873
7874         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
7875
7876         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
7877                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
7878                   update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure) |
7879                   update_irq_load_avg(rq, 0);
7880
7881         if (others_have_blocked(rq))
7882                 *done = false;
7883
7884         return decayed;
7885 }
7886
7887 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7888
7889 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
7890 {
7891         if (cfs_rq->load.weight)
7892                 return false;
7893
7894         if (cfs_rq->avg.load_sum)
7895                 return false;
7896
7897         if (cfs_rq->avg.util_sum)
7898                 return false;
7899
7900         if (cfs_rq->avg.runnable_sum)
7901                 return false;
7902
7903         return true;
7904 }
7905
7906 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
7907 {
7908         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
7909         bool decayed = false;
7910         int cpu = cpu_of(rq);
7911
7912         /*
7913          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7914          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7915          */
7916         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
7917                 struct sched_entity *se;
7918
7919                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
7920                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
7921
7922                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
7923                                 decayed = true;
7924                 }
7925
7926                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
7927                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
7928                 if (se && !skip_blocked_update(se))
7929                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, 0);
7930
7931                 /*
7932                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
7933                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
7934                  */
7935                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
7936                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
7937
7938                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7939                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7940                         *done = false;
7941         }
7942
7943         return decayed;
7944 }
7945
7946 /*
7947  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7948  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7949  * group is a fraction of its parents load.
7950  */
7951 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7952 {
7953         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7954         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7955         unsigned long now = jiffies;
7956         unsigned long load;
7957
7958         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7959                 return;
7960
7961         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
7962         for_each_sched_entity(se) {
7963                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7964                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
7965                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7966                         break;
7967         }
7968
7969         if (!se) {
7970                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7971                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7972         }
7973
7974         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
7975                 load = cfs_rq->h_load;
7976                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7977                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7978                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7979                 cfs_rq->h_load = load;
7980                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7981         }
7982 }
7983
7984 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7985 {
7986         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7987
7988         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7989         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7990                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7991 }
7992 #else
7993 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
7994 {
7995         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7996         bool decayed;
7997
7998         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
7999         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8000                 *done = false;
8001
8002         return decayed;
8003 }
8004
8005 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8006 {
8007         return p->se.avg.load_avg;
8008 }
8009 #endif
8010
8011 static void update_blocked_averages(int cpu)
8012 {
8013         bool decayed = false, done = true;
8014         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8015         struct rq_flags rf;
8016
8017         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8018         update_rq_clock(rq);
8019
8020         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
8021         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
8022
8023         update_blocked_load_status(rq, !done);
8024         if (decayed)
8025                 cpufreq_update_util(rq, 0);
8026         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8027 }
8028
8029 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
8030
8031 /*
8032  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
8033  */
8034 struct sg_lb_stats {
8035         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
8036         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
8037         unsigned long group_capacity;
8038         unsigned long group_util; /* Total utilization over the CPUs of the group */
8039         unsigned long group_runnable; /* Total runnable time over the CPUs of the group */
8040         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
8041         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
8042         unsigned int idle_cpus;
8043         unsigned int group_weight;
8044         enum group_type group_type;
8045         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
8046         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
8047 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8048         unsigned int nr_numa_running;
8049         unsigned int nr_preferred_running;
8050 #endif
8051 };
8052
8053 /*
8054  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
8055  *               during load balancing.
8056  */
8057 struct sd_lb_stats {
8058         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
8059         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
8060         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
8061         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
8062         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
8063         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
8064
8065         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
8066         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
8067 };
8068
8069 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
8070 {
8071         /*
8072          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
8073          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
8074          * We must however set busiest_stat::group_type and
8075          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
8076          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
8077          */
8078         *sds = (struct sd_lb_stats){
8079                 .busiest = NULL,
8080                 .local = NULL,
8081                 .total_load = 0UL,
8082                 .total_capacity = 0UL,
8083                 .busiest_stat = {
8084                         .idle_cpus = UINT_MAX,
8085                         .group_type = group_has_spare,
8086                 },
8087         };
8088 }
8089
8090 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
8091 {
8092         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8093         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8094         unsigned long used, free;
8095         unsigned long irq;
8096
8097         irq = cpu_util_irq(rq);
8098
8099         if (unlikely(irq >= max))
8100                 return 1;
8101
8102         /*
8103          * avg_rt.util_avg and avg_dl.util_avg track binary signals
8104          * (running and not running) with weights 0 and 1024 respectively.
8105          * avg_thermal.load_avg tracks thermal pressure and the weighted
8106          * average uses the actual delta max capacity(load).
8107          */
8108         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
8109         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
8110         used += thermal_load_avg(rq);
8111
8112         if (unlikely(used >= max))
8113                 return 1;
8114
8115         free = max - used;
8116
8117         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
8118 }
8119
8120 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8121 {
8122         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(cpu);
8123         struct sched_group *sdg = sd->groups;
8124
8125         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8126
8127         if (!capacity)
8128                 capacity = 1;
8129
8130         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
8131         trace_sched_cpu_capacity_tp(cpu_rq(cpu));
8132
8133         sdg->sgc->capacity = capacity;
8134         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
8135         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
8136 }
8137
8138 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8139 {
8140         struct sched_domain *child = sd->child;
8141         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
8142         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
8143         unsigned long interval;
8144
8145         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
8146         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8147         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
8148
8149         if (!child) {
8150                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
8151                 return;
8152         }
8153
8154         capacity = 0;
8155         min_capacity = ULONG_MAX;
8156         max_capacity = 0;
8157
8158         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
8159                 /*
8160                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
8161                  * span the current group.
8162                  */
8163
8164                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
8165                         unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
8166
8167                         capacity += cpu_cap;
8168                         min_capacity = min(cpu_cap, min_capacity);
8169                         max_capacity = max(cpu_cap, max_capacity);
8170                 }
8171         } else  {
8172                 /*
8173                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
8174                  * span the current group.
8175                  */
8176
8177                 group = child->groups;
8178                 do {
8179                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
8180
8181                         capacity += sgc->capacity;
8182                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
8183                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
8184                         group = group->next;
8185                 } while (group != child->groups);
8186         }
8187
8188         sdg->sgc->capacity = capacity;
8189         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
8190         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
8191 }
8192
8193 /*
8194  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
8195  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
8196  * Return true is the capacity is reduced
8197  */
8198 static inline int
8199 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8200 {
8201         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
8202                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
8203 }
8204
8205 /*
8206  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
8207  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
8208  * the task's current CPU is heavily pressured.
8209  */
8210 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8211 {
8212         return rq->misfit_task_load &&
8213                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
8214                  check_cpu_capacity(rq, sd));
8215 }
8216
8217 /*
8218  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
8219  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
8220  *
8221  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
8222  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
8223  * Something like:
8224  *
8225  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
8226  *              *     * * *
8227  *
8228  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
8229  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
8230  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
8231  *
8232  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
8233  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
8234  * moving tasks due to affinity constraints.
8235  *
8236  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
8237  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
8238  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
8239  * to create an effective group imbalance.
8240  *
8241  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
8242  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
8243  * subtle and fragile situation.
8244  */
8245
8246 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
8247 {
8248         return group->sgc->imbalance;
8249 }
8250
8251 /*
8252  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
8253  * be used by some tasks.
8254  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
8255  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
8256  * available capacity for CFS tasks.
8257  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
8258  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
8259  * capacity in meaningful for the load balancer.
8260  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
8261  * any benefit for the load balance.
8262  */
8263 static inline bool
8264 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8265 {
8266         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
8267                 return true;
8268
8269         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8270                         (sgs->group_runnable * 100))
8271                 return false;
8272
8273         if ((sgs->group_capacity * 100) >
8274                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8275                 return true;
8276
8277         return false;
8278 }
8279
8280 /*
8281  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
8282  *  handle.
8283  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
8284  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
8285  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
8286  *  false.
8287  */
8288 static inline bool
8289 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8290 {
8291         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
8292                 return false;
8293
8294         if ((sgs->group_capacity * 100) <
8295                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8296                 return true;
8297
8298         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8299                         (sgs->group_runnable * 100))
8300                 return true;
8301
8302         return false;
8303 }
8304
8305 /*
8306  * group_smaller_min_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
8307  * per-CPU capacity than sched_group ref.
8308  */
8309 static inline bool
8310 group_smaller_min_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
8311 {
8312         return fits_capacity(sg->sgc->min_capacity, ref->sgc->min_capacity);
8313 }
8314
8315 /*
8316  * group_smaller_max_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
8317  * per-CPU capacity_orig than sched_group ref.
8318  */
8319 static inline bool
8320 group_smaller_max_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
8321 {
8322         return fits_capacity(sg->sgc->max_capacity, ref->sgc->max_capacity);
8323 }
8324
8325 static inline enum
8326 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
8327                           struct sched_group *group,
8328                           struct sg_lb_stats *sgs)
8329 {
8330         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
8331                 return group_overloaded;
8332
8333         if (sg_imbalanced(group))
8334                 return group_imbalanced;
8335
8336         if (sgs->group_asym_packing)
8337                 return group_asym_packing;
8338
8339         if (sgs->group_misfit_task_load)
8340                 return group_misfit_task;
8341
8342         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
8343                 return group_fully_busy;
8344
8345         return group_has_spare;
8346 }
8347
8348 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq, bool force)
8349 {
8350 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8351         unsigned int cpu = rq->cpu;
8352
8353         if (!rq->has_blocked_load)
8354                 return false;
8355
8356         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
8357                 return false;
8358
8359         if (!force && !time_after(jiffies, rq->last_blocked_load_update_tick))
8360                 return true;
8361
8362         update_blocked_averages(cpu);
8363
8364         return rq->has_blocked_load;
8365 #else
8366         return false;
8367 #endif
8368 }
8369
8370 /**
8371  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8372  * @env: The load balancing environment.
8373  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8374  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8375  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8376  */
8377 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8378                                       struct sched_group *group,
8379                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8380                                       int *sg_status)
8381 {
8382         int i, nr_running, local_group;
8383
8384         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8385
8386         local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(group));
8387
8388         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8389                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8390
8391                 if ((env->flags & LBF_NOHZ_STATS) && update_nohz_stats(rq, false))
8392                         env->flags |= LBF_NOHZ_AGAIN;
8393
8394                 sgs->group_load += cpu_load(rq);
8395                 sgs->group_util += cpu_util(i);
8396                 sgs->group_runnable += cpu_runnable(rq);
8397                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8398
8399                 nr_running = rq->nr_running;
8400                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8401
8402                 if (nr_running > 1)
8403                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8404
8405                 if (cpu_overutilized(i))
8406                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8407
8408 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8409                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8410                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8411 #endif
8412                 /*
8413                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8414                  */
8415                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
8416                         sgs->idle_cpus++;
8417                         /* Idle cpu can't have misfit task */
8418                         continue;
8419                 }
8420
8421                 if (local_group)
8422                         continue;
8423
8424                 /* Check for a misfit task on the cpu */
8425                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8426                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8427                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8428                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8429                 }
8430         }
8431
8432         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
8433         if (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING &&
8434             env->idle != CPU_NOT_IDLE &&
8435             sgs->sum_h_nr_running &&
8436             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu)) {
8437                 sgs->group_asym_packing = 1;
8438         }
8439
8440         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8441
8442         sgs->group_weight = group->group_weight;
8443
8444         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
8445
8446         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
8447         if (sgs->group_type == group_overloaded)
8448                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8449                                 sgs->group_capacity;
8450 }
8451
8452 /**
8453  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8454  * @env: The load balancing environment.
8455  * @sds: sched_domain statistics
8456  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8457  * @sgs: sched_group statistics
8458  *
8459  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8460  * busiest group.
8461  *
8462  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8463  * busiest group. %false otherwise.
8464  */
8465 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8466                                    struct sd_lb_stats *sds,
8467                                    struct sched_group *sg,
8468                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8469 {
8470         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8471
8472         /* Make sure that there is at least one task to pull */
8473         if (!sgs->sum_h_nr_running)
8474                 return false;
8475
8476         /*
8477          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8478          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8479          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8480          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8481          */
8482         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8483             (!group_smaller_max_cpu_capacity(sg, sds->local) ||
8484              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
8485                 return false;
8486
8487         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8488                 return true;
8489
8490         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8491                 return false;
8492
8493         /*
8494          * The candidate and the current busiest group are the same type of
8495          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
8496          */
8497
8498         switch (sgs->group_type) {
8499         case group_overloaded:
8500                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
8501                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8502                         return false;
8503                 break;
8504
8505         case group_imbalanced:
8506                 /*
8507                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
8508                  * choose one more than another.
8509                  */
8510                 return false;
8511
8512         case group_asym_packing:
8513                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8514                 if (sched_asym_prefer(sg->asym_prefer_cpu, sds->busiest->asym_prefer_cpu))
8515                         return false;
8516                 break;
8517
8518         case group_misfit_task:
8519                 /*
8520                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
8521                  * misfit.
8522                  */
8523                 if (sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8524                         return false;
8525                 break;
8526
8527         case group_fully_busy:
8528                 /*
8529                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
8530                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
8531                  * group because tasks have all compute capacity that they need
8532                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
8533                  * contention when accessing shared HW resources.
8534                  *
8535                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
8536                  * select the 1st one.
8537                  */
8538                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8539                         return false;
8540                 break;
8541
8542         case group_has_spare:
8543                 /*
8544                  * Select not overloaded group with lowest number of idle cpus
8545                  * and highest number of running tasks. We could also compare
8546                  * the spare capacity which is more stable but it can end up
8547                  * that the group has less spare capacity but finally more idle
8548                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
8549                  */
8550                 if (sgs->idle_cpus > busiest->idle_cpus)
8551                         return false;
8552                 else if ((sgs->idle_cpus == busiest->idle_cpus) &&
8553                          (sgs->sum_nr_running <= busiest->sum_nr_running))
8554                         return false;
8555
8556                 break;
8557         }
8558
8559         /*
8560          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
8561          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
8562          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
8563          * considered.
8564          */
8565         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
8566             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
8567             (group_smaller_min_cpu_capacity(sds->local, sg)))
8568                 return false;
8569
8570         return true;
8571 }
8572
8573 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8574 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8575 {
8576         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8577                 return regular;
8578         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8579                 return remote;
8580         return all;
8581 }
8582
8583 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8584 {
8585         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8586                 return regular;
8587         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8588                 return remote;
8589         return all;
8590 }
8591 #else
8592 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8593 {
8594         return all;
8595 }
8596
8597 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8598 {
8599         return regular;
8600 }
8601 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8602
8603
8604 struct sg_lb_stats;
8605
8606 /*
8607  * task_running_on_cpu - return 1 if @p is running on @cpu.
8608  */
8609
8610 static unsigned int task_running_on_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
8611 {
8612         /* Task has no contribution or is new */
8613         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
8614                 return 0;
8615
8616         if (task_on_rq_queued(p))
8617                 return 1;
8618
8619         return 0;
8620 }
8621
8622 /**
8623  * idle_cpu_without - would a given CPU be idle without p ?
8624  * @cpu: the processor on which idleness is tested.
8625  * @p: task which should be ignored.
8626  *
8627  * Return: 1 if the CPU would be idle. 0 otherwise.
8628  */
8629 static int idle_cpu_without(int cpu, struct task_struct *p)
8630 {
8631         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8632
8633         if (rq->curr != rq->idle && rq->curr != p)
8634                 return 0;
8635
8636         /*
8637          * rq->nr_running can't be used but an updated version without the
8638          * impact of p on cpu must be used instead. The updated nr_running
8639          * be computed and tested before calling idle_cpu_without().
8640          */
8641
8642 #ifdef CONFIG_SMP
8643         if (rq->ttwu_pending)
8644                 return 0;
8645 #endif
8646
8647         return 1;
8648 }
8649
8650 /*
8651  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
8652  * @sd: The sched_domain level to look for idlest group.
8653  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8654  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8655  * @p: The task for which we look for the idlest group/CPU.
8656  */
8657 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
8658                                           struct sched_group *group,
8659                                           struct sg_lb_stats *sgs,
8660                                           struct task_struct *p)
8661 {
8662         int i, nr_running;
8663
8664         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8665
8666         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
8667                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8668                 unsigned int local;
8669
8670                 sgs->group_load += cpu_load_without(rq, p);
8671                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
8672                 sgs->group_runnable += cpu_runnable_without(rq, p);
8673                 local = task_running_on_cpu(i, p);
8674                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running - local;
8675
8676                 nr_running = rq->nr_running - local;
8677                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8678
8679                 /*
8680                  * No need to call idle_cpu_without() if nr_running is not 0
8681                  */
8682                 if (!nr_running && idle_cpu_without(i, p))
8683                         sgs->idle_cpus++;
8684
8685         }
8686
8687         /* Check if task fits in the group */
8688         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8689             !task_fits_capacity(p, group->sgc->max_capacity)) {
8690                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
8691         }
8692
8693         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8694
8695         sgs->group_weight = group->group_weight;
8696
8697         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
8698
8699         /*
8700          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
8701          * overloaded
8702          */
8703         if (sgs->group_type == group_fully_busy ||
8704                 sgs->group_type == group_overloaded)
8705                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8706                                 sgs->group_capacity;
8707 }
8708
8709 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
8710                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
8711                                struct sched_group *group,
8712                                struct sg_lb_stats *sgs)
8713 {
8714         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
8715                 return true;
8716
8717         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
8718                 return false;
8719
8720         /*
8721          * The candidate and the current idlest group are the same type of
8722          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
8723          */
8724
8725         switch (sgs->group_type) {
8726         case group_overloaded:
8727         case group_fully_busy:
8728                 /* Select the group with lowest avg_load. */
8729                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
8730                         return false;
8731                 break;
8732
8733         case group_imbalanced:
8734         case group_asym_packing:
8735                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
8736                 return false;
8737
8738         case group_misfit_task:
8739                 /* Select group with the highest max capacity */
8740                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
8741                         return false;
8742                 break;
8743
8744         case group_has_spare:
8745                 /* Select group with most idle CPUs */
8746                 if (idlest_sgs->idle_cpus > sgs->idle_cpus)
8747                         return false;
8748
8749                 /* Select group with lowest group_util */
8750                 if (idlest_sgs->idle_cpus == sgs->idle_cpus &&
8751                         idlest_sgs->group_util <= sgs->group_util)
8752                         return false;
8753
8754                 break;
8755         }
8756
8757         return true;
8758 }
8759
8760 /*
8761  * find_idlest_group() finds and returns the least busy CPU group within the
8762  * domain.
8763  *
8764  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
8765  */
8766 static struct sched_group *
8767 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
8768 {
8769         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
8770         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
8771         struct sg_lb_stats *sgs;
8772         unsigned long imbalance;
8773         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
8774                         .avg_load = UINT_MAX,
8775                         .group_type = group_overloaded,
8776         };
8777
8778         imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
8779                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
8780
8781         do {
8782                 int local_group;
8783
8784                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
8785                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
8786                                         p->cpus_ptr))
8787                         continue;
8788
8789                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
8790                                                sched_group_span(group));
8791
8792                 if (local_group) {
8793                         sgs = &local_sgs;
8794                         local = group;
8795                 } else {
8796                         sgs = &tmp_sgs;
8797                 }
8798
8799                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
8800
8801                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
8802                         idlest = group;
8803                         idlest_sgs = *sgs;
8804                 }
8805
8806         } while (group = group->next, group != sd->groups);
8807
8808
8809         /* There is no idlest group to push tasks to */
8810         if (!idlest)
8811                 return NULL;
8812
8813         /* The local group has been skipped because of CPU affinity */
8814         if (!local)
8815                 return idlest;
8816
8817         /*
8818          * If the local group is idler than the selected idlest group
8819          * don't try and push the task.
8820          */
8821         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
8822                 return NULL;
8823
8824         /*
8825          * If the local group is busier than the selected idlest group
8826          * try and push the task.
8827          */
8828         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
8829                 return idlest;
8830
8831         switch (local_sgs.group_type) {
8832         case group_overloaded:
8833         case group_fully_busy:
8834                 /*
8835                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
8836                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
8837                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
8838                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
8839                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
8840                  * and consider staying local.
8841                  */
8842
8843                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
8844                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
8845                         return NULL;
8846
8847                 /*
8848                  * If the local group is less loaded than the selected
8849                  * idlest group don't try and push any tasks.
8850                  */
8851                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
8852                         return NULL;
8853
8854                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
8855                         return NULL;
8856                 break;
8857
8858         case group_imbalanced:
8859         case group_asym_packing:
8860                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
8861                 return NULL;
8862
8863         case group_misfit_task:
8864                 /* Select group with the highest max capacity */
8865                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
8866                         return NULL;
8867                 break;
8868
8869         case group_has_spare:
8870                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
8871 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8872                         int idlest_cpu;
8873                         /*
8874                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
8875                          * the preferred node
8876                          */
8877                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
8878                                 return NULL;
8879
8880                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
8881                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
8882                                 return idlest;
8883 #endif
8884                         /*
8885                          * Otherwise, keep the task on this node to stay close
8886                          * its wakeup source and improve locality. If there is
8887                          * a real need of migration, periodic load balance will
8888                          * take care of it.
8889                          */
8890                         if (local_sgs.idle_cpus)
8891                                 return NULL;
8892                 }
8893
8894                 /*
8895                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
8896                  * compare the utilization which is more stable but it can end
8897                  * up that the group has less spare capacity but finally more
8898                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
8899                  */
8900                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
8901                         return NULL;
8902                 break;
8903         }
8904
8905         return idlest;
8906 }
8907
8908 /**
8909  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
8910  * @env: The load balancing environment.
8911  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
8912  */
8913
8914 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8915 {
8916         struct sched_domain *child = env->sd->child;
8917         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8918         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
8919         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
8920         int sg_status = 0;
8921
8922 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8923         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && READ_ONCE(nohz.has_blocked))
8924                 env->flags |= LBF_NOHZ_STATS;
8925 #endif
8926
8927         do {
8928                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
8929                 int local_group;
8930
8931                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
8932                 if (local_group) {
8933                         sds->local = sg;
8934                         sgs = local;
8935
8936                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
8937                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
8938                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
8939                 }
8940
8941                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
8942
8943                 if (local_group)
8944                         goto next_group;
8945
8946
8947                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
8948                         sds->busiest = sg;
8949                         sds->busiest_stat = *sgs;
8950                 }
8951
8952 next_group:
8953                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
8954                 sds->total_load += sgs->group_load;
8955                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
8956
8957                 sg = sg->next;
8958         } while (sg != env->sd->groups);
8959
8960         /* Tag domain that child domain prefers tasks go to siblings first */
8961         sds->prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
8962
8963 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8964         if ((env->flags & LBF_NOHZ_AGAIN) &&
8965             cpumask_subset(nohz.idle_cpus_mask, sched_domain_span(env->sd))) {
8966
8967                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
8968                            jiffies + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
8969         }
8970 #endif
8971
8972         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
8973                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
8974
8975         if (!env->sd->parent) {
8976                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8977
8978                 /* update overload indicator if we are at root domain */
8979                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
8980
8981                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
8982                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8983                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8984         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
8985                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8986
8987                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
8988                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
8989         }
8990 }
8991
8992 static inline long adjust_numa_imbalance(int imbalance, int nr_running)
8993 {
8994         unsigned int imbalance_min;
8995
8996         /*
8997          * Allow a small imbalance based on a simple pair of communicating
8998          * tasks that remain local when the source domain is almost idle.
8999          */
9000         imbalance_min = 2;
9001         if (nr_running <= imbalance_min)
9002                 return 0;
9003
9004         return imbalance;
9005 }
9006
9007 /**
9008  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
9009  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
9010  * @env: load balance environment
9011  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
9012  */
9013 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9014 {
9015         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9016
9017         local = &sds->local_stat;
9018         busiest = &sds->busiest_stat;
9019
9020         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
9021                 /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
9022                 env->migration_type = migrate_misfit;
9023                 env->imbalance = 1;
9024                 return;
9025         }
9026
9027         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
9028                 /*
9029                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
9030                  * the preferred CPU.
9031                  */
9032                 env->migration_type = migrate_task;
9033                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
9034                 return;
9035         }
9036
9037         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
9038                 /*
9039                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
9040                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
9041                  * the imbalance. The next load balance will take care of
9042                  * balancing back the system.
9043                  */
9044                 env->migration_type = migrate_task;
9045                 env->imbalance = 1;
9046                 return;
9047         }
9048
9049         /*
9050          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
9051          * emptying busiest.
9052          */
9053         if (local->group_type == group_has_spare) {
9054                 if ((busiest->group_type > group_fully_busy) &&
9055                     !(env->sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
9056                         /*
9057                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
9058                          * capacity. This might end up creating spare capacity
9059                          * in busiest or busiest still being overloaded but
9060                          * there is no simple way to directly compute the
9061                          * amount of load to migrate in order to balance the
9062                          * system.
9063                          */
9064                         env->migration_type = migrate_util;
9065                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
9066                                          local->group_util;
9067
9068                         /*
9069                          * In some cases, the group's utilization is max or even
9070                          * higher than capacity because of migrations but the
9071                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
9072                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
9073                          * try to pull it.
9074                          */
9075                         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->imbalance == 0) {
9076                                 env->migration_type = migrate_task;
9077                                 env->imbalance = 1;
9078                         }
9079
9080                         return;
9081                 }
9082
9083                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
9084                         unsigned int nr_diff = busiest->sum_nr_running;
9085                         /*
9086                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
9087                          * groups.
9088                          */
9089                         env->migration_type = migrate_task;
9090                         lsub_positive(&nr_diff, local->sum_nr_running);
9091                         env->imbalance = nr_diff >> 1;
9092                 } else {
9093
9094                         /*
9095                          * If there is no overload, we just want to even the number of
9096                          * idle cpus.
9097                          */
9098                         env->migration_type = migrate_task;
9099                         env->imbalance = max_t(long, 0, (local->idle_cpus -
9100                                                  busiest->idle_cpus) >> 1);
9101                 }
9102
9103                 /* Consider allowing a small imbalance between NUMA groups */
9104                 if (env->sd->flags & SD_NUMA)
9105                         env->imbalance = adjust_numa_imbalance(env->imbalance,
9106                                                 busiest->sum_nr_running);
9107
9108                 return;
9109         }
9110
9111         /*
9112          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
9113          * busiest group
9114          */
9115         if (local->group_type < group_overloaded) {
9116                 /*
9117                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
9118                  * finally needed.
9119                  */
9120
9121                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9122                                   local->group_capacity;
9123
9124                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9125                                 sds->total_capacity;
9126                 /*
9127                  * If the local group is more loaded than the selected
9128                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9129                  */
9130                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load) {
9131                         env->imbalance = 0;
9132                         return;
9133                 }
9134         }
9135
9136         /*
9137          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
9138          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
9139          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
9140          * below the average load. At the same time, we also don't want to
9141          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
9142          * the minimum possible imbalance.
9143          */
9144         env->migration_type = migrate_load;
9145         env->imbalance = min(
9146                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
9147                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
9148         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
9149 }
9150
9151 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
9152
9153 /*
9154  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
9155  *
9156  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
9157  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
9158  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
9159  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  force      force
9160  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
9161  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
9162  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
9163  *
9164  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
9165  *            statistics.
9166  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
9167  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
9168  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
9169  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
9170  *            different in groups.
9171  */
9172
9173 /**
9174  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
9175  * if there is an imbalance.
9176  *
9177  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
9178  * to restore balance.
9179  *
9180  * @env: The load balancing environment.
9181  *
9182  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
9183  */
9184 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
9185 {
9186         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9187         struct sd_lb_stats sds;
9188
9189         init_sd_lb_stats(&sds);
9190
9191         /*
9192          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
9193          * this level.
9194          */
9195         update_sd_lb_stats(env, &sds);
9196
9197         if (sched_energy_enabled()) {
9198                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9199
9200                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
9201                         goto out_balanced;
9202         }
9203
9204         local = &sds.local_stat;
9205         busiest = &sds.busiest_stat;
9206
9207         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
9208         if (!sds.busiest)
9209                 goto out_balanced;
9210
9211         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
9212         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
9213                 goto force_balance;
9214
9215         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
9216         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
9217                 goto force_balance;
9218
9219         /*
9220          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
9221          * work because they assume all things are equal, which typically
9222          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
9223          */
9224         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
9225                 goto force_balance;
9226
9227         /*
9228          * If the local group is busier than the selected busiest group
9229          * don't try and pull any tasks.
9230          */
9231         if (local->group_type > busiest->group_type)
9232                 goto out_balanced;
9233
9234         /*
9235          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
9236          * between tasks.
9237          */
9238         if (local->group_type == group_overloaded) {
9239                 /*
9240                  * If the local group is more loaded than the selected
9241                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9242                  */
9243                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
9244                         goto out_balanced;
9245
9246                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
9247                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9248                                 sds.total_capacity;
9249
9250                 /*
9251                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
9252                  * domain average load.
9253                  */
9254                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
9255                         goto out_balanced;
9256
9257                 /*
9258                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
9259                  * conservative.
9260                  */
9261                 if (100 * busiest->avg_load <=
9262                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
9263                         goto out_balanced;
9264         }
9265
9266         /* Try to move all excess tasks to child's sibling domain */
9267         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
9268             busiest->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)
9269                 goto force_balance;
9270
9271         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
9272                 if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
9273                         /*
9274                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
9275                          * result the local one too) but this CPU is already
9276                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
9277                          */
9278                         goto out_balanced;
9279
9280                 if (busiest->group_weight > 1 &&
9281                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1))
9282                         /*
9283                          * If the busiest group is not overloaded
9284                          * and there is no imbalance between this and busiest
9285                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
9286                          * becomes significant if the diff is greater than 1
9287                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
9288                          * on another group. Of course this applies only if
9289                          * there is more than 1 CPU per group.
9290                          */
9291                         goto out_balanced;
9292
9293                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1)
9294                         /*
9295                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
9296                          */
9297                         goto out_balanced;
9298         }
9299
9300 force_balance:
9301         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
9302         calculate_imbalance(env, &sds);
9303         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
9304
9305 out_balanced:
9306         env->imbalance = 0;
9307         return NULL;
9308 }
9309
9310 /*
9311  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
9312  */
9313 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
9314                                      struct sched_group *group)
9315 {
9316         struct rq *busiest = NULL, *rq;
9317         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
9318         unsigned int busiest_nr = 0;
9319         int i;
9320
9321         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
9322                 unsigned long capacity, load, util;
9323                 unsigned int nr_running;
9324                 enum fbq_type rt;
9325
9326                 rq = cpu_rq(i);
9327                 rt = fbq_classify_rq(rq);
9328
9329                 /*
9330                  * We classify groups/runqueues into three groups:
9331                  *  - regular: there are !numa tasks
9332                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
9333                  *  - all:     there is no distinction
9334                  *
9335                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
9336                  * ignore those when there's better options.
9337                  *
9338                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
9339                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
9340                  * queue by moving tasks around inside the node.
9341                  *
9342                  * If we cannot move enough load due to this classification
9343                  * the next pass will adjust the group classification and
9344                  * allow migration of more tasks.
9345                  *
9346                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
9347                  */
9348                 if (rt > env->fbq_type)
9349                         continue;
9350
9351                 capacity = capacity_of(i);
9352                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
9353
9354                 /*
9355                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
9356                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
9357                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
9358                  * average load.
9359                  */
9360                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
9361                     capacity_of(env->dst_cpu) < capacity &&
9362                     nr_running == 1)
9363                         continue;
9364
9365                 switch (env->migration_type) {
9366                 case migrate_load:
9367                         /*
9368                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
9369                          * which is not scaled with the CPU capacity.
9370                          */
9371                         load = cpu_load(rq);
9372
9373                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
9374                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
9375                                 break;
9376
9377                         /*
9378                          * For the load comparisons with the other CPUs,
9379                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
9380                          * capacity, so that the load can be moved away
9381                          * from the CPU that is potentially running at a
9382                          * lower capacity.
9383                          *
9384                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
9385                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
9386                          * division works out to:
9387                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
9388                          * where j is our previous maximum.
9389                          */
9390                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
9391                                 busiest_load = load;
9392                                 busiest_capacity = capacity;
9393                                 busiest = rq;
9394                         }
9395                         break;
9396
9397                 case migrate_util:
9398                         util = cpu_util(cpu_of(rq));
9399
9400                         /*
9401                          * Don't try to pull utilization from a CPU with one
9402                          * running task. Whatever its utilization, we will fail
9403                          * detach the task.
9404                          */
9405                         if (nr_running <= 1)
9406                                 continue;
9407
9408                         if (busiest_util < util) {
9409                                 busiest_util = util;
9410                                 busiest = rq;
9411                         }
9412                         break;
9413
9414                 case migrate_task:
9415                         if (busiest_nr < nr_running) {
9416                                 busiest_nr = nr_running;
9417                                 busiest = rq;
9418                         }
9419                         break;
9420
9421                 case migrate_misfit:
9422                         /*
9423                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
9424                          * simply seek the "biggest" misfit task.
9425                          */
9426                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
9427                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
9428                                 busiest = rq;
9429                         }
9430
9431                         break;
9432
9433                 }
9434         }
9435
9436         return busiest;
9437 }
9438
9439 /*
9440  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
9441  * so long as it is large enough.
9442  */
9443 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
9444
9445 static inline bool
9446 asym_active_balance(struct lb_env *env)
9447 {
9448         /*
9449          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
9450          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
9451          * highest priority CPUs.
9452          */
9453         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
9454                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
9455 }
9456
9457 static inline bool
9458 voluntary_active_balance(struct lb_env *env)
9459 {
9460         struct sched_domain *sd = env->sd;
9461
9462         if (asym_active_balance(env))
9463                 return 1;
9464
9465         /*
9466          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
9467          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
9468          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
9469          * available on dst_cpu.
9470          */
9471         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
9472             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
9473                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
9474                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
9475                         return 1;
9476         }
9477
9478         if (env->migration_type == migrate_misfit)
9479                 return 1;
9480
9481         return 0;
9482 }
9483
9484 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
9485 {
9486         struct sched_domain *sd = env->sd;
9487
9488         if (voluntary_active_balance(env))
9489                 return 1;
9490
9491         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
9492 }
9493
9494 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
9495
9496 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
9497 {
9498         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9499         int cpu;
9500
9501         /*
9502          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
9503          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
9504          */
9505         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
9506                 return 0;
9507
9508         /*
9509          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
9510          * to do the newly idle load balance.
9511          */
9512         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9513                 return 1;
9514
9515         /* Try to find first idle CPU */
9516         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
9517                 if (!idle_cpu(cpu))
9518                         continue;
9519
9520                 /* Are we the first idle CPU? */
9521                 return cpu == env->dst_cpu;
9522         }
9523
9524         /* Are we the first CPU of this group ? */
9525         return group_balance_cpu(sg) == env->dst_cpu;
9526 }
9527
9528 /*
9529  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
9530  * tasks if there is an imbalance.
9531  */
9532 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
9533                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
9534                         int *continue_balancing)
9535 {
9536         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
9537         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
9538         struct sched_group *group;
9539         struct rq *busiest;
9540         struct rq_flags rf;
9541         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
9542
9543         struct lb_env env = {
9544                 .sd             = sd,
9545                 .dst_cpu        = this_cpu,
9546                 .dst_rq         = this_rq,
9547                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
9548                 .idle           = idle,
9549                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
9550                 .cpus           = cpus,
9551                 .fbq_type       = all,
9552                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
9553         };
9554
9555         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
9556
9557         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
9558
9559 redo:
9560         if (!should_we_balance(&env)) {
9561                 *continue_balancing = 0;
9562                 goto out_balanced;
9563         }
9564
9565         group = find_busiest_group(&env);
9566         if (!group) {
9567                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
9568                 goto out_balanced;
9569         }
9570
9571         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
9572         if (!busiest) {
9573                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
9574                 goto out_balanced;
9575         }
9576
9577         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
9578
9579         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
9580
9581         env.src_cpu = busiest->cpu;
9582         env.src_rq = busiest;
9583
9584         ld_moved = 0;
9585         if (busiest->nr_running > 1) {
9586                 /*
9587                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
9588                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
9589                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
9590                  * correctly treated as an imbalance.
9591                  */
9592                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9593                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
9594
9595 more_balance:
9596                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
9597                 update_rq_clock(busiest);
9598
9599                 /*
9600                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
9601                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
9602                  */
9603                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
9604
9605                 /*
9606                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
9607                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
9608                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
9609                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
9610                  * See task_rq_lock() family for the details.
9611                  */
9612
9613                 rq_unlock(busiest, &rf);
9614
9615                 if (cur_ld_moved) {
9616                         attach_tasks(&env);
9617                         ld_moved += cur_ld_moved;
9618                 }
9619
9620                 local_irq_restore(rf.flags);
9621
9622                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
9623                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
9624                         goto more_balance;
9625                 }
9626
9627                 /*
9628                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
9629                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
9630                  * where they can run. The upper limit on how many times we
9631                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
9632                  * sched_group.
9633                  *
9634                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
9635                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
9636                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
9637                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
9638                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
9639                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
9640                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
9641                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
9642                  * This however should not happen so much in practice and
9643                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
9644                  * excess load moved.
9645                  */
9646                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
9647
9648                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
9649                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
9650
9651                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
9652                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
9653                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
9654                         env.loop         = 0;
9655                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
9656
9657                         /*
9658                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
9659                          * need to continue with same src_cpu.
9660                          */
9661                         goto more_balance;
9662                 }
9663
9664                 /*
9665                  * We failed to reach balance because of affinity.
9666                  */
9667                 if (sd_parent) {
9668                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9669
9670                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
9671                                 *group_imbalance = 1;
9672                 }
9673
9674                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
9675                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9676                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
9677                         /*
9678                          * Attempting to continue load balancing at the current
9679                          * sched_domain level only makes sense if there are
9680                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
9681                          * pull load from which are not contained within the
9682                          * destination group that is receiving any migrated
9683                          * load.
9684                          */
9685                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
9686                                 env.loop = 0;
9687                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
9688                                 goto redo;
9689                         }
9690                         goto out_all_pinned;
9691                 }
9692         }
9693
9694         if (!ld_moved) {
9695                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
9696                 /*
9697                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
9698                  * We do not want newidle balance, which can be very
9699                  * frequent, pollute the failure counter causing
9700                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
9701                  */
9702                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
9703                         sd->nr_balance_failed++;
9704
9705                 if (need_active_balance(&env)) {
9706                         unsigned long flags;
9707
9708                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
9709
9710                         /*
9711                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
9712                          * if the curr task on busiest CPU can't be
9713                          * moved to this_cpu:
9714                          */
9715                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
9716                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
9717                                                             flags);
9718                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9719                                 goto out_one_pinned;
9720                         }
9721
9722                         /*
9723                          * ->active_balance synchronizes accesses to
9724                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
9725                          * only after active load balance is finished.
9726                          */
9727                         if (!busiest->active_balance) {
9728                                 busiest->active_balance = 1;
9729                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
9730                                 active_balance = 1;
9731                         }
9732                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
9733
9734                         if (active_balance) {
9735                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
9736                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
9737                                         &busiest->active_balance_work);
9738                         }
9739
9740                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
9741                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
9742                 }
9743         } else
9744                 sd->nr_balance_failed = 0;
9745
9746         if (likely(!active_balance) || voluntary_active_balance(&env)) {
9747                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
9748                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
9749         } else {
9750                 /*
9751                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
9752                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
9753                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
9754                  * detach_tasks).
9755                  */
9756                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
9757                         sd->balance_interval *= 2;
9758         }
9759
9760         goto out;
9761
9762 out_balanced:
9763         /*
9764          * We reach balance although we may have faced some affinity
9765          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
9766          * a chance to move and fix the imbalance.
9767          */
9768         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9769                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9770
9771                 if (*group_imbalance)
9772                         *group_imbalance = 0;
9773         }
9774
9775 out_all_pinned:
9776         /*
9777          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9778          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9779          * can try to migrate them.
9780          */
9781         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9782
9783         sd->nr_balance_failed = 0;
9784
9785 out_one_pinned:
9786         ld_moved = 0;
9787
9788         /*
9789          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
9790          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
9791          * skyrocketting in a short amount of time. Skip the balance_interval
9792          * increase logic to avoid that.
9793          */
9794         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9795                 goto out;
9796
9797         /* tune up the balancing interval */
9798         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
9799              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
9800             sd->balance_interval < sd->max_interval)
9801                 sd->balance_interval *= 2;
9802 out:
9803         return ld_moved;
9804 }
9805
9806 static inline unsigned long
9807 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
9808 {
9809         unsigned long interval = sd->balance_interval;
9810
9811         if (cpu_busy)
9812                 interval *= sd->busy_factor;
9813
9814         /* scale ms to jiffies */
9815         interval = msecs_to_jiffies(interval);
9816
9817         /*
9818          * Reduce likelihood of busy balancing at higher domains racing with
9819          * balancing at lower domains by preventing their balancing periods
9820          * from being multiples of each other.
9821          */
9822         if (cpu_busy)
9823                 interval -= 1;
9824
9825         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9826
9827         return interval;
9828 }
9829
9830 static inline void
9831 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
9832 {
9833         unsigned long interval, next;
9834
9835         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
9836         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
9837         next = sd->last_balance + interval;
9838
9839         if (time_after(*next_balance, next))
9840                 *next_balance = next;
9841 }
9842
9843 /*
9844  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
9845  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9846  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9847  * avoids physical / logical imbalances.
9848  */
9849 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9850 {
9851         struct rq *busiest_rq = data;
9852         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9853         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9854         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9855         struct sched_domain *sd;
9856         struct task_struct *p = NULL;
9857         struct rq_flags rf;
9858
9859         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
9860         /*
9861          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
9862          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
9863          * inactive CPUs.
9864          */
9865         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
9866                 goto out_unlock;
9867
9868         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
9869         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9870                      !busiest_rq->active_balance))
9871                 goto out_unlock;
9872
9873         /* Is there any task to move? */
9874         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9875                 goto out_unlock;
9876
9877         /*
9878          * This condition is "impossible", if it occurs
9879          * we need to fix it. Originally reported by
9880          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
9881          */
9882         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9883
9884         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9885         rcu_read_lock();
9886         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9887                 if (cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9888                         break;
9889         }
9890
9891         if (likely(sd)) {
9892                 struct lb_env env = {
9893                         .sd             = sd,
9894                         .dst_cpu        = target_cpu,
9895                         .dst_rq         = target_rq,
9896                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9897                         .src_rq         = busiest_rq,
9898                         .idle           = CPU_IDLE,
9899                         /*
9900                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
9901                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
9902                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
9903                          * about DST_PINNED.
9904                          */
9905                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
9906                 };
9907
9908                 schedstat_inc(sd->alb_count);
9909                 update_rq_clock(busiest_rq);
9910
9911                 p = detach_one_task(&env);
9912                 if (p) {
9913                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
9914                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
9915                         sd->nr_balance_failed = 0;
9916                 } else {
9917                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
9918                 }
9919         }
9920         rcu_read_unlock();
9921 out_unlock:
9922         busiest_rq->active_balance = 0;
9923         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
9924
9925         if (p)
9926                 attach_one_task(target_rq, p);
9927
9928         local_irq_enable();
9929
9930         return 0;
9931 }
9932
9933 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
9934
9935 /*
9936  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
9937  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
9938  */
9939 void update_max_interval(void)
9940 {
9941         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
9942 }
9943
9944 /*
9945  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
9946  * and initiates a balancing operation if so.
9947  *
9948  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
9949  */
9950 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
9951 {
9952         int continue_balancing = 1;
9953         int cpu = rq->cpu;
9954         int busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
9955         unsigned long interval;
9956         struct sched_domain *sd;
9957         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9958         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
9959         int update_next_balance = 0;
9960         int need_serialize, need_decay = 0;
9961         u64 max_cost = 0;
9962
9963         rcu_read_lock();
9964         for_each_domain(cpu, sd) {
9965                 /*
9966                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
9967                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
9968                  */
9969                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
9970                         sd->max_newidle_lb_cost =
9971                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
9972                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
9973                         need_decay = 1;
9974                 }
9975                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
9976
9977                 /*
9978                  * Stop the load balance at this level. There is another
9979                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
9980                  * actively.
9981                  */
9982                 if (!continue_balancing) {
9983                         if (need_decay)
9984                                 continue;
9985                         break;
9986                 }
9987
9988                 interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
9989
9990                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
9991                 if (need_serialize) {
9992                         if (!spin_trylock(&balancing))
9993                                 goto out;
9994                 }
9995
9996                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
9997                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
9998                                 /*
9999                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
10000                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
10001                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
10002                                  */
10003                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10004                                 busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10005                         }
10006                         sd->last_balance = jiffies;
10007                         interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10008                 }
10009                 if (need_serialize)
10010                         spin_unlock(&balancing);
10011 out:
10012                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
10013                         next_balance = sd->last_balance + interval;
10014                         update_next_balance = 1;
10015                 }
10016         }
10017         if (need_decay) {
10018                 /*
10019                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
10020                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
10021                  */
10022                 rq->max_idle_balance_cost =
10023                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
10024         }
10025         rcu_read_unlock();
10026
10027         /*
10028          * next_balance will be updated only when there is a need.
10029          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
10030          * updated.
10031          */
10032         if (likely(update_next_balance)) {
10033                 rq->next_balance = next_balance;
10034
10035 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10036                 /*
10037                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
10038                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
10039                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
10040                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
10041                  * balance for itself and we need to update the
10042                  * nohz.next_balance accordingly.
10043                  */
10044                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
10045                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
10046 #endif
10047         }
10048 }
10049
10050 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
10051 {
10052         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
10053 }
10054
10055 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10056 /*
10057  * idle load balancing details
10058  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
10059  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
10060  *   load balancing for all the idle CPUs.
10061  * - HK_FLAG_MISC CPUs are used for this task, because HK_FLAG_SCHED not set
10062  *   anywhere yet.
10063  */
10064
10065 static inline int find_new_ilb(void)
10066 {
10067         int ilb;
10068
10069         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask,
10070                               housekeeping_cpumask(HK_FLAG_MISC)) {
10071                 if (idle_cpu(ilb))
10072                         return ilb;
10073         }
10074
10075         return nr_cpu_ids;
10076 }
10077
10078 /*
10079  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
10080  * idle CPU in the HK_FLAG_MISC housekeeping set (if there is one).
10081  */
10082 static void kick_ilb(unsigned int flags)
10083 {
10084         int ilb_cpu;
10085
10086         /*
10087          * Increase nohz.next_balance only when if full ilb is triggered but
10088          * not if we only update stats.
10089          */
10090         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10091                 nohz.next_balance = jiffies+1;
10092
10093         ilb_cpu = find_new_ilb();
10094
10095         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
10096                 return;
10097
10098         /*
10099          * Access to rq::nohz_csd is serialized by NOHZ_KICK_MASK; he who sets
10100          * the first flag owns it; cleared by nohz_csd_func().
10101          */
10102         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
10103         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
10104                 return;
10105
10106         /*
10107          * This way we generate an IPI on the target CPU which
10108          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
10109          * will be run before returning from the IPI.
10110          */
10111         smp_call_function_single_async(ilb_cpu, &cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_csd);
10112 }
10113
10114 /*
10115  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
10116  * of idle CPUs in the system.
10117  */
10118 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
10119 {
10120         unsigned long now = jiffies;
10121         struct sched_domain_shared *sds;
10122         struct sched_domain *sd;
10123         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
10124         unsigned int flags = 0;
10125
10126         if (unlikely(rq->idle_balance))
10127                 return;
10128
10129         /*
10130          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
10131          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
10132          */
10133         nohz_balance_exit_idle(rq);
10134
10135         /*
10136          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
10137          * balancing.
10138          */
10139         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
10140                 return;
10141
10142         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
10143             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10144                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
10145
10146         if (time_before(now, nohz.next_balance))
10147                 goto out;
10148
10149         if (rq->nr_running >= 2) {
10150                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
10151                 goto out;
10152         }
10153
10154         rcu_read_lock();
10155
10156         sd = rcu_dereference(rq->sd);
10157         if (sd) {
10158                 /*
10159                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
10160                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
10161                  * on.
10162                  */
10163                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
10164                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10165                         goto unlock;
10166                 }
10167         }
10168
10169         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
10170         if (sd) {
10171                 /*
10172                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
10173                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
10174                  * around.
10175                  */
10176                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
10177                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
10178                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
10179                                 goto unlock;
10180                         }
10181                 }
10182         }
10183
10184         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
10185         if (sd) {
10186                 /*
10187                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
10188                  * to run the misfit task on.
10189                  */
10190                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
10191                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10192                         goto unlock;
10193                 }
10194
10195                 /*
10196                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
10197                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
10198                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
10199                  *
10200                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
10201                  */
10202                 goto unlock;
10203         }
10204
10205         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
10206         if (sds) {
10207                 /*
10208                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
10209                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
10210                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
10211                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
10212                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
10213                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
10214                  * like this LLC domain has tasks we could move.
10215                  */
10216                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
10217                 if (nr_busy > 1) {
10218                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10219                         goto unlock;
10220                 }
10221         }
10222 unlock:
10223         rcu_read_unlock();
10224 out:
10225         if (flags)
10226                 kick_ilb(flags);
10227 }
10228
10229 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
10230 {
10231         struct sched_domain *sd;
10232
10233         rcu_read_lock();
10234         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10235
10236         if (!sd || !sd->nohz_idle)
10237                 goto unlock;
10238         sd->nohz_idle = 0;
10239
10240         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10241 unlock:
10242         rcu_read_unlock();
10243 }
10244
10245 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
10246 {
10247         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
10248
10249         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
10250                 return;
10251
10252         rq->nohz_tick_stopped = 0;
10253         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10254         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
10255
10256         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
10257 }
10258
10259 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
10260 {
10261         struct sched_domain *sd;
10262
10263         rcu_read_lock();
10264         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10265
10266         if (!sd || sd->nohz_idle)
10267                 goto unlock;
10268         sd->nohz_idle = 1;
10269
10270         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10271 unlock:
10272         rcu_read_unlock();
10273 }
10274
10275 /*
10276  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
10277  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
10278  */
10279 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
10280 {
10281         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10282
10283         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
10284
10285         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
10286         if (!cpu_active(cpu))
10287                 return;
10288
10289         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
10290         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
10291                 return;
10292
10293         /*
10294          * Can be set safely without rq->lock held
10295          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
10296          * rq->lock is held during the check and the clear
10297          */
10298         rq->has_blocked_load = 1;
10299
10300         /*
10301          * The tick is still stopped but load could have been added in the
10302          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
10303          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
10304          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
10305          */
10306         if (rq->nohz_tick_stopped)
10307                 goto out;
10308
10309         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
10310         if (on_null_domain(rq))
10311                 return;
10312
10313         rq->nohz_tick_stopped = 1;
10314
10315         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10316         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
10317
10318         /*
10319          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
10320          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
10321          * store.
10322          */
10323         smp_mb__after_atomic();
10324
10325         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
10326
10327 out:
10328         /*
10329          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
10330          * enable the periodic update of the load of idle cpus
10331          */
10332         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10333 }
10334
10335 /*
10336  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
10337  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
10338  * tasks movement depending of flags.
10339  * The function returns false if the loop has stopped before running
10340  * through all idle CPUs.
10341  */
10342 static bool _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
10343                                enum cpu_idle_type idle)
10344 {
10345         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10346         unsigned long now = jiffies;
10347         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
10348         bool has_blocked_load = false;
10349         int update_next_balance = 0;
10350         int this_cpu = this_rq->cpu;
10351         int balance_cpu;
10352         int ret = false;
10353         struct rq *rq;
10354
10355         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
10356
10357         /*
10358          * We assume there will be no idle load after this update and clear
10359          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
10360          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
10361          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
10362          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
10363          * check the load of an idle cpu.
10364          */
10365         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
10366
10367         /*
10368          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
10369          * store from nohz_balance_enter_idle().
10370          */
10371         smp_mb();
10372
10373         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
10374                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
10375                         continue;
10376
10377                 /*
10378                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
10379                  * work being done for other CPUs. Next load
10380                  * balancing owner will pick it up.
10381                  */
10382                 if (need_resched()) {
10383                         has_blocked_load = true;
10384                         goto abort;
10385                 }
10386
10387                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
10388
10389                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq, true);
10390
10391                 /*
10392                  * If time for next balance is due,
10393                  * do the balance.
10394                  */
10395                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
10396                         struct rq_flags rf;
10397
10398                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10399                         update_rq_clock(rq);
10400                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10401
10402                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10403                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
10404                 }
10405
10406                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
10407                         next_balance = rq->next_balance;
10408                         update_next_balance = 1;
10409                 }
10410         }
10411
10412         /*
10413          * next_balance will be updated only when there is a need.
10414          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
10415          * updated.
10416          */
10417         if (likely(update_next_balance))
10418                 nohz.next_balance = next_balance;
10419
10420         /* Newly idle CPU doesn't need an update */
10421         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
10422                 update_blocked_averages(this_cpu);
10423                 has_blocked_load |= this_rq->has_blocked_load;
10424         }
10425
10426         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10427                 rebalance_domains(this_rq, CPU_IDLE);
10428
10429         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
10430                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
10431
10432         /* The full idle balance loop has been done */
10433         ret = true;
10434
10435 abort:
10436         /* There is still blocked load, enable periodic update */
10437         if (has_blocked_load)
10438                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10439
10440         return ret;
10441 }
10442
10443 /*
10444  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
10445  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
10446  */
10447 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10448 {
10449         unsigned int flags = this_rq->nohz_idle_balance;
10450
10451         if (!flags)
10452                 return false;
10453
10454         this_rq->nohz_idle_balance = 0;
10455
10456         if (idle != CPU_IDLE)
10457                 return false;
10458
10459         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
10460
10461         return true;
10462 }
10463
10464 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
10465 {
10466         int this_cpu = this_rq->cpu;
10467
10468         /*
10469          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
10470          * housekeeping
10471          */
10472         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
10473                 return;
10474
10475         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
10476         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
10477                 return;
10478
10479         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
10480         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
10481             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10482                 return;
10483
10484         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
10485         /*
10486          * This CPU is going to be idle and blocked load of idle CPUs
10487          * need to be updated. Run the ilb locally as it is a good
10488          * candidate for ilb instead of waking up another idle CPU.
10489          * Kick an normal ilb if we failed to do the update.
10490          */
10491         if (!_nohz_idle_balance(this_rq, NOHZ_STATS_KICK, CPU_NEWLY_IDLE))
10492                 kick_ilb(NOHZ_STATS_KICK);
10493         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
10494 }
10495
10496 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10497 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
10498
10499 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10500 {
10501         return false;
10502 }
10503
10504 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
10505 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10506
10507 /*
10508  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
10509  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
10510  *
10511  * Returns:
10512  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
10513  *     0 - failed, no new tasks
10514  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
10515  */
10516 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
10517 {
10518         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
10519         int this_cpu = this_rq->cpu;
10520         struct sched_domain *sd;
10521         int pulled_task = 0;
10522         u64 curr_cost = 0;
10523
10524         update_misfit_status(NULL, this_rq);
10525         /*
10526          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
10527          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
10528          */
10529         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
10530
10531         /*
10532          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
10533          */
10534         if (!cpu_active(this_cpu))
10535                 return 0;
10536
10537         /*
10538          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
10539          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
10540          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
10541          * re-start the picking loop.
10542          */
10543         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
10544
10545         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
10546             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
10547
10548                 rcu_read_lock();
10549                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
10550                 if (sd)
10551                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10552                 rcu_read_unlock();
10553
10554                 nohz_newidle_balance(this_rq);
10555
10556                 goto out;
10557         }
10558
10559         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
10560
10561         update_blocked_averages(this_cpu);
10562         rcu_read_lock();
10563         for_each_domain(this_cpu, sd) {
10564                 int continue_balancing = 1;
10565                 u64 t0, domain_cost;
10566
10567                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
10568                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10569                         break;
10570                 }
10571
10572                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
10573                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
10574
10575                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
10576                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
10577                                                    &continue_balancing);
10578
10579                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
10580                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
10581                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
10582
10583                         curr_cost += domain_cost;
10584                 }
10585
10586                 update_next_balance(sd, &next_balance);
10587
10588                 /*
10589                  * Stop searching for tasks to pull if there are
10590                  * now runnable tasks on this rq.
10591                  */
10592                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
10593                         break;
10594         }
10595         rcu_read_unlock();
10596
10597         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
10598
10599         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
10600                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
10601
10602 out:
10603         /*
10604          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
10605          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
10606          * pretend we pulled a task.
10607          */
10608         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
10609                 pulled_task = 1;
10610
10611         /* Move the next balance forward */
10612         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
10613                 this_rq->next_balance = next_balance;
10614
10615         /* Is there a task of a high priority class? */
10616         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
10617                 pulled_task = -1;
10618
10619         if (pulled_task)
10620                 this_rq->idle_stamp = 0;
10621
10622         rq_repin_lock(this_rq, rf);
10623
10624         return pulled_task;
10625 }
10626
10627 /*
10628  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
10629  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
10630  */
10631 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
10632 {
10633         struct rq *this_rq = this_rq();
10634         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
10635                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10636
10637         /*
10638          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
10639          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
10640          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
10641          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
10642          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
10643          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
10644          */
10645         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
10646                 return;
10647
10648         /* normal load balance */
10649         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
10650         rebalance_domains(this_rq, idle);
10651 }
10652
10653 /*
10654  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
10655  */
10656 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
10657 {
10658         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
10659         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
10660                 return;
10661
10662         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
10663                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
10664
10665         nohz_balancer_kick(rq);
10666 }
10667
10668 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
10669 {
10670         update_sysctl();
10671
10672         update_runtime_enabled(rq);
10673 }
10674
10675 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
10676 {
10677         update_sysctl();
10678
10679         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
10680         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
10681 }
10682
10683 #endif /* CONFIG_SMP */
10684
10685 /*
10686  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
10687  *
10688  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
10689  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
10690  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
10691  * parameters.
10692  */
10693 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
10694 {
10695         struct cfs_rq *cfs_rq;
10696         struct sched_entity *se = &curr->se;
10697
10698         for_each_sched_entity(se) {
10699                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10700                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
10701         }
10702
10703         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
10704                 task_tick_numa(rq, curr);
10705
10706         update_misfit_status(curr, rq);
10707         update_overutilized_status(task_rq(curr));
10708 }
10709
10710 /*
10711  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
10712  *  - child not yet on the tasklist
10713  *  - preemption disabled
10714  */
10715 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
10716 {
10717         struct cfs_rq *cfs_rq;
10718         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
10719         struct rq *rq = this_rq();
10720         struct rq_flags rf;
10721
10722         rq_lock(rq, &rf);
10723         update_rq_clock(rq);
10724
10725         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
10726         curr = cfs_rq->curr;
10727         if (curr) {
10728                 update_curr(cfs_rq);
10729                 se->vruntime = curr->vruntime;
10730         }
10731         place_entity(cfs_rq, se, 1);
10732
10733         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
10734                 /*
10735                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
10736                  * 'current' within the tree based on its new key value.
10737                  */
10738                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
10739                 resched_curr(rq);
10740         }
10741
10742         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10743         rq_unlock(rq, &rf);
10744 }
10745
10746 /*
10747  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
10748  * the current task.
10749  */
10750 static void
10751 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
10752 {
10753         if (!task_on_rq_queued(p))
10754                 return;
10755
10756         if (rq->cfs.nr_running == 1)
10757                 return;
10758
10759         /*
10760          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
10761          * our priority decreased, or if we are not currently running on
10762          * this runqueue and our priority is higher than the current's
10763          */
10764         if (rq->curr == p) {
10765                 if (p->prio > oldprio)
10766                         resched_curr(rq);
10767         } else
10768                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
10769 }
10770
10771 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
10772 {
10773         struct sched_entity *se = &p->se;
10774
10775         /*
10776          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
10777          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
10778          * vruntime.
10779          */
10780         if (p->on_rq)
10781                 return true;
10782
10783         /*
10784          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
10785          * But there are some cases where it has already been normalized:
10786          *
10787          * - A forked child which is waiting for being woken up by
10788          *   wake_up_new_task().
10789          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
10790          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
10791          */
10792         if (!se->sum_exec_runtime ||
10793             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
10794                 return true;
10795
10796         return false;
10797 }
10798
10799 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10800 /*
10801  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
10802  * visible to the root
10803  */
10804 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10805 {
10806         struct cfs_rq *cfs_rq;
10807
10808         /* Start to propagate at parent */
10809         se = se->parent;
10810
10811         for_each_sched_entity(se) {
10812                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10813
10814                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
10815                         break;
10816
10817                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
10818         }
10819 }
10820 #else
10821 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
10822 #endif
10823
10824 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10825 {
10826         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10827
10828         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
10829         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10830         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10831         update_tg_load_avg(cfs_rq);
10832         propagate_entity_cfs_rq(se);
10833 }
10834
10835 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10836 {
10837         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10838
10839 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10840         /*
10841          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
10842          * class maintain depth value), reset depth properly.
10843          */
10844         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10845 #endif
10846
10847         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
10848         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
10849         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10850         update_tg_load_avg(cfs_rq);
10851         propagate_entity_cfs_rq(se);
10852 }
10853
10854 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10855 {
10856         struct sched_entity *se = &p->se;
10857         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10858
10859         if (!vruntime_normalized(p)) {
10860                 /*
10861                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
10862                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
10863                  */
10864                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
10865                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10866         }
10867
10868         detach_entity_cfs_rq(se);
10869 }
10870
10871 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10872 {
10873         struct sched_entity *se = &p->se;
10874         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10875
10876         attach_entity_cfs_rq(se);
10877
10878         if (!vruntime_normalized(p))
10879                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
10880 }
10881
10882 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10883 {
10884         detach_task_cfs_rq(p);
10885 }
10886
10887 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10888 {
10889         attach_task_cfs_rq(p);
10890
10891         if (task_on_rq_queued(p)) {
10892                 /*
10893                  * We were most likely switched from sched_rt, so
10894                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
10895                  * if we can still preempt the current task.
10896                  */
10897                 if (rq->curr == p)
10898                         resched_curr(rq);
10899                 else
10900                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
10901         }
10902 }
10903
10904 /* Account for a task changing its policy or group.
10905  *
10906  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
10907  * migrates between groups/classes.
10908  */
10909 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
10910 {
10911         struct sched_entity *se = &p->se;
10912
10913 #ifdef CONFIG_SMP
10914         if (task_on_rq_queued(p)) {
10915                 /*
10916                  * Move the next running task to the front of the list, so our
10917                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
10918                  */
10919                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
10920         }
10921 #endif
10922
10923         for_each_sched_entity(se) {
10924                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10925
10926                 set_next_entity(cfs_rq, se);
10927                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
10928                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
10929         }
10930 }
10931
10932 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
10933 {
10934         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
10935         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
10936 #ifndef CONFIG_64BIT
10937         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
10938 #endif
10939 #ifdef CONFIG_SMP
10940         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
10941 #endif
10942 }
10943
10944 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10945 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
10946 {
10947         struct sched_entity *se = &p->se;
10948
10949         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10950         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10951 }
10952
10953 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
10954 {
10955         detach_task_cfs_rq(p);
10956         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10957
10958 #ifdef CONFIG_SMP
10959         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
10960         p->se.avg.last_update_time = 0;
10961 #endif
10962         attach_task_cfs_rq(p);
10963 }
10964
10965 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
10966 {
10967         switch (type) {
10968         case TASK_SET_GROUP:
10969                 task_set_group_fair(p);
10970                 break;
10971
10972         case TASK_MOVE_GROUP:
10973                 task_move_group_fair(p);
10974                 break;
10975         }
10976 }
10977
10978 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10979 {
10980         int i;
10981
10982         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10983
10984         for_each_possible_cpu(i) {
10985                 if (tg->cfs_rq)
10986                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
10987                 if (tg->se)
10988                         kfree(tg->se[i]);
10989         }
10990
10991         kfree(tg->cfs_rq);
10992         kfree(tg->se);
10993 }
10994
10995 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10996 {
10997         struct sched_entity *se;
10998         struct cfs_rq *cfs_rq;
10999         int i;
11000
11001         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
11002         if (!tg->cfs_rq)
11003                 goto err;
11004         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
11005         if (!tg->se)
11006                 goto err;
11007
11008         tg->shares = NICE_0_LOAD;
11009
11010         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11011
11012         for_each_possible_cpu(i) {
11013                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
11014                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11015                 if (!cfs_rq)
11016                         goto err;
11017
11018                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
11019                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11020                 if (!se)
11021                         goto err_free_rq;
11022
11023                 init_cfs_rq(cfs_rq);
11024                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
11025                 init_entity_runnable_average(se);
11026         }
11027
11028         return 1;
11029
11030 err_free_rq:
11031         kfree(cfs_rq);
11032 err:
11033         return 0;
11034 }
11035
11036 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11037 {
11038         struct sched_entity *se;
11039         struct rq_flags rf;
11040         struct rq *rq;
11041         int i;
11042
11043         for_each_possible_cpu(i) {
11044                 rq = cpu_rq(i);
11045                 se = tg->se[i];
11046                 rq_lock_irq(rq, &rf);
11047                 update_rq_clock(rq);
11048                 attach_entity_cfs_rq(se);
11049                 sync_throttle(tg, i);
11050                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
11051         }
11052 }
11053
11054 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11055 {
11056         unsigned long flags;
11057         struct rq *rq;
11058         int cpu;
11059
11060         for_each_possible_cpu(cpu) {
11061                 if (tg->se[cpu])
11062                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
11063
11064                 /*
11065                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
11066                  * check on_list without danger of it being re-added.
11067                  */
11068                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
11069                         continue;
11070
11071                 rq = cpu_rq(cpu);
11072
11073                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
11074                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
11075                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
11076         }
11077 }
11078
11079 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
11080                         struct sched_entity *se, int cpu,
11081                         struct sched_entity *parent)
11082 {
11083         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11084
11085         cfs_rq->tg = tg;
11086         cfs_rq->rq = rq;
11087         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
11088
11089         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
11090         tg->se[cpu] = se;
11091
11092         /* se could be NULL for root_task_group */
11093         if (!se)
11094                 return;
11095
11096         if (!parent) {
11097                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
11098                 se->depth = 0;
11099         } else {
11100                 se->cfs_rq = parent->my_q;
11101                 se->depth = parent->depth + 1;
11102         }
11103
11104         se->my_q = cfs_rq;
11105         /* guarantee group entities always have weight */
11106         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
11107         se->parent = parent;
11108 }
11109
11110 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
11111
11112 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11113 {
11114         int i;
11115
11116         /*
11117          * We can't change the weight of the root cgroup.
11118          */
11119         if (!tg->se[0])
11120                 return -EINVAL;
11121
11122         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
11123
11124         mutex_lock(&shares_mutex);
11125         if (tg->shares == shares)
11126                 goto done;
11127
11128         tg->shares = shares;
11129         for_each_possible_cpu(i) {
11130                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11131                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11132                 struct rq_flags rf;
11133
11134                 /* Propagate contribution to hierarchy */
11135                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11136                 update_rq_clock(rq);
11137                 for_each_sched_entity(se) {
11138                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
11139                         update_cfs_group(se);
11140                 }
11141                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11142         }
11143
11144 done:
11145         mutex_unlock(&shares_mutex);
11146         return 0;
11147 }
11148 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11149
11150 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11151
11152 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11153 {
11154         return 1;
11155 }
11156
11157 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11158
11159 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11160
11161 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11162
11163
11164 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
11165 {
11166         struct sched_entity *se = &task->se;
11167         unsigned int rr_interval = 0;
11168
11169         /*
11170          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
11171          * idle runqueue:
11172          */
11173         if (rq->cfs.load.weight)
11174                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
11175
11176         return rr_interval;
11177 }
11178
11179 /*
11180  * All the scheduling class methods:
11181  */
11182 const struct sched_class fair_sched_class
11183         __section("__fair_sched_class") = {
11184         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
11185         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
11186         .yield_task             = yield_task_fair,
11187         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
11188
11189         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
11190
11191         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
11192         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
11193         .set_next_task          = set_next_task_fair,
11194
11195 #ifdef CONFIG_SMP
11196         .balance                = balance_fair,
11197         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
11198         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
11199
11200         .rq_online              = rq_online_fair,
11201         .rq_offline             = rq_offline_fair,
11202
11203         .task_dead              = task_dead_fair,
11204         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
11205 #endif
11206
11207         .task_tick              = task_tick_fair,
11208         .task_fork              = task_fork_fair,
11209
11210         .prio_changed           = prio_changed_fair,
11211         .switched_from          = switched_from_fair,
11212         .switched_to            = switched_to_fair,
11213
11214         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
11215
11216         .update_curr            = update_curr_fair,
11217
11218 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11219         .task_change_group      = task_change_group_fair,
11220 #endif
11221
11222 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
11223         .uclamp_enabled         = 1,
11224 #endif
11225 };
11226
11227 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
11228 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
11229 {
11230         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
11231
11232         rcu_read_lock();
11233         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
11234                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
11235         rcu_read_unlock();
11236 }
11237
11238 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
11239 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
11240 {
11241         int node;
11242         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
11243         struct numa_group *ng;
11244
11245         rcu_read_lock();
11246         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
11247         for_each_online_node(node) {
11248                 if (p->numa_faults) {
11249                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
11250                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11251                 }
11252                 if (ng) {
11253                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
11254                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11255                 }
11256                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
11257         }
11258         rcu_read_unlock();
11259 }
11260 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
11261 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
11262
11263 __init void init_sched_fair_class(void)
11264 {
11265 #ifdef CONFIG_SMP
11266         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
11267
11268 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
11269         nohz.next_balance = jiffies;
11270         nohz.next_blocked = jiffies;
11271         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
11272 #endif
11273 #endif /* SMP */
11274
11275 }
11276
11277 /*
11278  * Helper functions to facilitate extracting info from tracepoints.
11279  */
11280
11281 const struct sched_avg *sched_trace_cfs_rq_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
11282 {
11283 #ifdef CONFIG_SMP
11284         return cfs_rq ? &cfs_rq->avg : NULL;
11285 #else
11286         return NULL;
11287 #endif
11288 }
11289 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_avg);
11290
11291 char *sched_trace_cfs_rq_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *str, int len)
11292 {
11293         if (!cfs_rq) {
11294                 if (str)
11295                         strlcpy(str, "(null)", len);
11296                 else
11297                         return NULL;
11298         }
11299
11300         cfs_rq_tg_path(cfs_rq, str, len);
11301         return str;
11302 }
11303 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_path);
11304
11305 int sched_trace_cfs_rq_cpu(struct cfs_rq *cfs_rq)
11306 {
11307         return cfs_rq ? cpu_of(rq_of(cfs_rq)) : -1;
11308 }
11309 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_cpu);
11310
11311 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_rt(struct rq *rq)
11312 {
11313 #ifdef CONFIG_SMP
11314         return rq ? &rq->avg_rt : NULL;
11315 #else
11316         return NULL;
11317 #endif
11318 }
11319 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_rt);
11320
11321 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_dl(struct rq *rq)
11322 {
11323 #ifdef CONFIG_SMP
11324         return rq ? &rq->avg_dl : NULL;
11325 #else
11326         return NULL;
11327 #endif
11328 }
11329 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_dl);
11330
11331 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_irq(struct rq *rq)
11332 {
11333 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ)
11334         return rq ? &rq->avg_irq : NULL;
11335 #else
11336         return NULL;
11337 #endif
11338 }
11339 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_irq);
11340
11341 int sched_trace_rq_cpu(struct rq *rq)
11342 {
11343         return rq ? cpu_of(rq) : -1;
11344 }
11345 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu);
11346
11347 int sched_trace_rq_cpu_capacity(struct rq *rq)
11348 {
11349         return rq ?
11350 #ifdef CONFIG_SMP
11351                 rq->cpu_capacity
11352 #else
11353                 SCHED_CAPACITY_SCALE
11354 #endif
11355                 : -1;
11356 }
11357 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu_capacity);
11358
11359 const struct cpumask *sched_trace_rd_span(struct root_domain *rd)
11360 {
11361 #ifdef CONFIG_SMP
11362         return rd ? rd->span : NULL;
11363 #else
11364         return NULL;
11365 #endif
11366 }
11367 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rd_span);
11368
11369 int sched_trace_rq_nr_running(struct rq *rq)
11370 {
11371         return rq ? rq->nr_running : -1;
11372 }
11373 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_nr_running);