drm: virtio_gpu: add support for ARGB8888 primary plane
[platform/kernel/linux-rpi.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 unsigned int 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 /*
117  * The margin used when comparing CPU capacities.
118  * is 'cap1' noticeably greater than 'cap2'
119  *
120  * (default: ~5%)
121  */
122 #define capacity_greater(cap1, cap2) ((cap1) * 1024 > (cap2) * 1078)
123 #endif
124
125 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
126 /*
127  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
128  * each time a cfs_rq requests quota.
129  *
130  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
131  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
132  * we will always only issue the remaining available time.
133  *
134  * (default: 5 msec, units: microseconds)
135  */
136 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
137 #endif
138
139 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
140 {
141         lw->weight += inc;
142         lw->inv_weight = 0;
143 }
144
145 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
146 {
147         lw->weight -= dec;
148         lw->inv_weight = 0;
149 }
150
151 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
152 {
153         lw->weight = w;
154         lw->inv_weight = 0;
155 }
156
157 /*
158  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
159  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
160  * to users decreases. But the relationship is not linear,
161  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
162  * number of CPUs.
163  *
164  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
165  */
166 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
167 {
168         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
169         unsigned int factor;
170
171         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
172         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
173                 factor = 1;
174                 break;
175         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
176                 factor = cpus;
177                 break;
178         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
179         default:
180                 factor = 1 + ilog2(cpus);
181                 break;
182         }
183
184         return factor;
185 }
186
187 static void update_sysctl(void)
188 {
189         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
190
191 #define SET_SYSCTL(name) \
192         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
193         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
194         SET_SYSCTL(sched_latency);
195         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
196 #undef SET_SYSCTL
197 }
198
199 void __init sched_init_granularity(void)
200 {
201         update_sysctl();
202 }
203
204 #define WMULT_CONST     (~0U)
205 #define WMULT_SHIFT     32
206
207 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
208 {
209         unsigned long w;
210
211         if (likely(lw->inv_weight))
212                 return;
213
214         w = scale_load_down(lw->weight);
215
216         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
217                 lw->inv_weight = 1;
218         else if (unlikely(!w))
219                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
220         else
221                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
222 }
223
224 /*
225  * delta_exec * weight / lw.weight
226  *   OR
227  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
228  *
229  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
230  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
231  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
232  *
233  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
234  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
235  */
236 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
237 {
238         u64 fact = scale_load_down(weight);
239         u32 fact_hi = (u32)(fact >> 32);
240         int shift = WMULT_SHIFT;
241         int fs;
242
243         __update_inv_weight(lw);
244
245         if (unlikely(fact_hi)) {
246                 fs = fls(fact_hi);
247                 shift -= fs;
248                 fact >>= fs;
249         }
250
251         fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
252
253         fact_hi = (u32)(fact >> 32);
254         if (fact_hi) {
255                 fs = fls(fact_hi);
256                 shift -= fs;
257                 fact >>= fs;
258         }
259
260         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
261 }
262
263
264 const struct sched_class fair_sched_class;
265
266 /**************************************************************
267  * CFS operations on generic schedulable entities:
268  */
269
270 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
271
272 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
273 #define for_each_sched_entity(se) \
274                 for (; se; se = se->parent)
275
276 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
277 {
278         if (!path)
279                 return;
280
281         if (cfs_rq && task_group_is_autogroup(cfs_rq->tg))
282                 autogroup_path(cfs_rq->tg, path, len);
283         else if (cfs_rq && cfs_rq->tg->css.cgroup)
284                 cgroup_path(cfs_rq->tg->css.cgroup, path, len);
285         else
286                 strlcpy(path, "(null)", len);
287 }
288
289 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
290 {
291         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
292         int cpu = cpu_of(rq);
293
294         if (cfs_rq->on_list)
295                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
296
297         cfs_rq->on_list = 1;
298
299         /*
300          * Ensure we either appear before our parent (if already
301          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
302          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
303          * reduces this to two cases and a special case for the root
304          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
305          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
306          * to a tree or when we reach the top of the tree
307          */
308         if (cfs_rq->tg->parent &&
309             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
310                 /*
311                  * If parent is already on the list, we add the child
312                  * just before. Thanks to circular linked property of
313                  * the list, this means to put the child at the tail
314                  * of the list that starts by parent.
315                  */
316                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
317                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
318                 /*
319                  * The branch is now connected to its tree so we can
320                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
321                  * list.
322                  */
323                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
324                 return true;
325         }
326
327         if (!cfs_rq->tg->parent) {
328                 /*
329                  * cfs rq without parent should be put
330                  * at the tail of the list.
331                  */
332                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
333                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
334                 /*
335                  * We have reach the top of a tree so we can reset
336                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
337                  */
338                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
339                 return true;
340         }
341
342         /*
343          * The parent has not already been added so we want to
344          * make sure that it will be put after us.
345          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
346          * where we will add parent.
347          */
348         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
349         /*
350          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
351          * of the branch
352          */
353         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
354         return false;
355 }
356
357 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
358 {
359         if (cfs_rq->on_list) {
360                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
361
362                 /*
363                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
364                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
365                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
366                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
367                  * at the end of the enqueue.
368                  */
369                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
370                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
371
372                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
373                 cfs_rq->on_list = 0;
374         }
375 }
376
377 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
378 {
379         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
380 }
381
382 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
383 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
384         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
385                                  leaf_cfs_rq_list)
386
387 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
388 static inline struct cfs_rq *
389 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
390 {
391         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
392                 return se->cfs_rq;
393
394         return NULL;
395 }
396
397 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
398 {
399         return se->parent;
400 }
401
402 static void
403 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
404 {
405         int se_depth, pse_depth;
406
407         /*
408          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
409          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
410          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
411          * parent.
412          */
413
414         /* First walk up until both entities are at same depth */
415         se_depth = (*se)->depth;
416         pse_depth = (*pse)->depth;
417
418         while (se_depth > pse_depth) {
419                 se_depth--;
420                 *se = parent_entity(*se);
421         }
422
423         while (pse_depth > se_depth) {
424                 pse_depth--;
425                 *pse = parent_entity(*pse);
426         }
427
428         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
429                 *se = parent_entity(*se);
430                 *pse = parent_entity(*pse);
431         }
432 }
433
434 static int tg_is_idle(struct task_group *tg)
435 {
436         return tg->idle > 0;
437 }
438
439 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
440 {
441         return cfs_rq->idle > 0;
442 }
443
444 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
445 {
446         if (entity_is_task(se))
447                 return task_has_idle_policy(task_of(se));
448         return cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se));
449 }
450
451 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
452
453 #define for_each_sched_entity(se) \
454                 for (; se; se = NULL)
455
456 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
457 {
458         if (path)
459                 strlcpy(path, "(null)", len);
460 }
461
462 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
463 {
464         return true;
465 }
466
467 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
468 {
469 }
470
471 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
472 {
473 }
474
475 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
476                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
477
478 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
479 {
480         return NULL;
481 }
482
483 static inline void
484 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
485 {
486 }
487
488 static inline int tg_is_idle(struct task_group *tg)
489 {
490         return 0;
491 }
492
493 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
494 {
495         return 0;
496 }
497
498 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
499 {
500         return 0;
501 }
502
503 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
504
505 static __always_inline
506 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
507
508 /**************************************************************
509  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
510  */
511
512 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
513 {
514         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
515         if (delta > 0)
516                 max_vruntime = vruntime;
517
518         return max_vruntime;
519 }
520
521 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
522 {
523         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
524         if (delta < 0)
525                 min_vruntime = vruntime;
526
527         return min_vruntime;
528 }
529
530 static inline bool entity_before(struct sched_entity *a,
531                                 struct sched_entity *b)
532 {
533         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
534 }
535
536 #define __node_2_se(node) \
537         rb_entry((node), struct sched_entity, run_node)
538
539 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
540 {
541         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
542         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
543
544         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
545
546         if (curr) {
547                 if (curr->on_rq)
548                         vruntime = curr->vruntime;
549                 else
550                         curr = NULL;
551         }
552
553         if (leftmost) { /* non-empty tree */
554                 struct sched_entity *se = __node_2_se(leftmost);
555
556                 if (!curr)
557                         vruntime = se->vruntime;
558                 else
559                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
560         }
561
562         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
563         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
564 #ifndef CONFIG_64BIT
565         smp_wmb();
566         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
567 #endif
568 }
569
570 static inline bool __entity_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
571 {
572         return entity_before(__node_2_se(a), __node_2_se(b));
573 }
574
575 /*
576  * Enqueue an entity into the rb-tree:
577  */
578 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
579 {
580         rb_add_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline, __entity_less);
581 }
582
583 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
584 {
585         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
586 }
587
588 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
589 {
590         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
591
592         if (!left)
593                 return NULL;
594
595         return __node_2_se(left);
596 }
597
598 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
599 {
600         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
601
602         if (!next)
603                 return NULL;
604
605         return __node_2_se(next);
606 }
607
608 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
609 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
610 {
611         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
612
613         if (!last)
614                 return NULL;
615
616         return __node_2_se(last);
617 }
618
619 /**************************************************************
620  * Scheduling class statistics methods:
621  */
622
623 int sched_update_scaling(void)
624 {
625         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
626
627         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
628                                         sysctl_sched_min_granularity);
629
630 #define WRT_SYSCTL(name) \
631         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
632         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
633         WRT_SYSCTL(sched_latency);
634         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
635 #undef WRT_SYSCTL
636
637         return 0;
638 }
639 #endif
640
641 /*
642  * delta /= w
643  */
644 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
645 {
646         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
647                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
648
649         return delta;
650 }
651
652 /*
653  * The idea is to set a period in which each task runs once.
654  *
655  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
656  * this period because otherwise the slices get too small.
657  *
658  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
659  */
660 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
661 {
662         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
663                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
664         else
665                 return sysctl_sched_latency;
666 }
667
668 /*
669  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
670  * proportional to the weight.
671  *
672  * s = p*P[w/rw]
673  */
674 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
675 {
676         unsigned int nr_running = cfs_rq->nr_running;
677         u64 slice;
678
679         if (sched_feat(ALT_PERIOD))
680                 nr_running = rq_of(cfs_rq)->cfs.h_nr_running;
681
682         slice = __sched_period(nr_running + !se->on_rq);
683
684         for_each_sched_entity(se) {
685                 struct load_weight *load;
686                 struct load_weight lw;
687
688                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
689                 load = &cfs_rq->load;
690
691                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
692                         lw = cfs_rq->load;
693
694                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
695                         load = &lw;
696                 }
697                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
698         }
699
700         if (sched_feat(BASE_SLICE))
701                 slice = max(slice, (u64)sysctl_sched_min_granularity);
702
703         return slice;
704 }
705
706 /*
707  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
708  *
709  * vs = s/w
710  */
711 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
712 {
713         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
714 }
715
716 #include "pelt.h"
717 #ifdef CONFIG_SMP
718
719 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
720 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
721 static unsigned long capacity_of(int cpu);
722
723 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
724 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
725 {
726         struct sched_avg *sa = &se->avg;
727
728         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
729
730         /*
731          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
732          * they get a chance to stabilize to their real load level.
733          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
734          * nothing has been attached to the task group yet.
735          */
736         if (entity_is_task(se))
737                 sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
738
739         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
740 }
741
742 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
743
744 /*
745  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
746  * based on the cfs_rq's current util_avg:
747  *
748  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
749  *
750  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
751  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
752  * as when the series is a harmonic series.
753  *
754  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
755  * only 1/2 of the left utilization budget:
756  *
757  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
758  *
759  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
760  *
761  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
762  * the beginning would be like:
763  *
764  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
765  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
766  *
767  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
768  * if util_avg > util_avg_cap.
769  */
770 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
771 {
772         struct sched_entity *se = &p->se;
773         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
774         struct sched_avg *sa = &se->avg;
775         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
776         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
777
778         if (cap > 0) {
779                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
780                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
781                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
782
783                         if (sa->util_avg > cap)
784                                 sa->util_avg = cap;
785                 } else {
786                         sa->util_avg = cap;
787                 }
788         }
789
790         sa->runnable_avg = sa->util_avg;
791
792         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
793                 /*
794                  * For !fair tasks do:
795                  *
796                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
797                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
798                 switched_from_fair(rq, p);
799                  *
800                  * such that the next switched_to_fair() has the
801                  * expected state.
802                  */
803                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
804                 return;
805         }
806
807         attach_entity_cfs_rq(se);
808 }
809
810 #else /* !CONFIG_SMP */
811 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
812 {
813 }
814 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
815 {
816 }
817 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
818 {
819 }
820 #endif /* CONFIG_SMP */
821
822 /*
823  * Update the current task's runtime statistics.
824  */
825 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
826 {
827         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
828         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
829         u64 delta_exec;
830
831         if (unlikely(!curr))
832                 return;
833
834         delta_exec = now - curr->exec_start;
835         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
836                 return;
837
838         curr->exec_start = now;
839
840         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
841                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
842
843         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
844         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
845
846         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
847         update_min_vruntime(cfs_rq);
848
849         if (entity_is_task(curr)) {
850                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
851
852                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
853                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
854                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
855         }
856
857         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
858 }
859
860 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
861 {
862         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
863 }
864
865 static inline void
866 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
867 {
868         u64 wait_start, prev_wait_start;
869
870         if (!schedstat_enabled())
871                 return;
872
873         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
874         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
875
876         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
877             likely(wait_start > prev_wait_start))
878                 wait_start -= prev_wait_start;
879
880         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
881 }
882
883 static inline void
884 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
885 {
886         struct task_struct *p;
887         u64 delta;
888
889         if (!schedstat_enabled())
890                 return;
891
892         /*
893          * When the sched_schedstat changes from 0 to 1, some sched se
894          * maybe already in the runqueue, the se->statistics.wait_start
895          * will be 0.So it will let the delta wrong. We need to avoid this
896          * scenario.
897          */
898         if (unlikely(!schedstat_val(se->statistics.wait_start)))
899                 return;
900
901         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
902
903         if (entity_is_task(se)) {
904                 p = task_of(se);
905                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
906                         /*
907                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
908                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
909                          * prior to migration.
910                          */
911                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
912                         return;
913                 }
914                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
915         }
916
917         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
918                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
919         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
920         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
921         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
922 }
923
924 static inline void
925 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
926 {
927         struct task_struct *tsk = NULL;
928         u64 sleep_start, block_start;
929
930         if (!schedstat_enabled())
931                 return;
932
933         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
934         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
935
936         if (entity_is_task(se))
937                 tsk = task_of(se);
938
939         if (sleep_start) {
940                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
941
942                 if ((s64)delta < 0)
943                         delta = 0;
944
945                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
946                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
947
948                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
949                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
950
951                 if (tsk) {
952                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
953                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
954                 }
955         }
956         if (block_start) {
957                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
958
959                 if ((s64)delta < 0)
960                         delta = 0;
961
962                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
963                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
964
965                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
966                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
967
968                 if (tsk) {
969                         if (tsk->in_iowait) {
970                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
971                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
972                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
973                         }
974
975                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
976
977                         /*
978                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
979                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
980                          * amount of time that the task spent sleeping:
981                          */
982                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
983                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
984                                                 (void *)get_wchan(tsk),
985                                                 delta >> 20);
986                         }
987                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
988                 }
989         }
990 }
991
992 /*
993  * Task is being enqueued - update stats:
994  */
995 static inline void
996 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
997 {
998         if (!schedstat_enabled())
999                 return;
1000
1001         /*
1002          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1003          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1004          */
1005         if (se != cfs_rq->curr)
1006                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
1007
1008         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1009                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1010 }
1011
1012 static inline void
1013 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1014 {
1015
1016         if (!schedstat_enabled())
1017                 return;
1018
1019         /*
1020          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1021          * waiting task:
1022          */
1023         if (se != cfs_rq->curr)
1024                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1025
1026         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1027                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1028                 unsigned int state;
1029
1030                 /* XXX racy against TTWU */
1031                 state = READ_ONCE(tsk->__state);
1032                 if (state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1033                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
1034                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1035                 if (state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1036                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1037                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1038         }
1039 }
1040
1041 /*
1042  * We are picking a new current task - update its stats:
1043  */
1044 static inline void
1045 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1046 {
1047         /*
1048          * We are starting a new run period:
1049          */
1050         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1051 }
1052
1053 /**************************************************
1054  * Scheduling class queueing methods:
1055  */
1056
1057 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1058 /*
1059  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1060  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1061  * numa_balancing_scan_size.
1062  */
1063 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1064 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1065
1066 /* Portion of address space to scan in MB */
1067 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1068
1069 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1070 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1071
1072 struct numa_group {
1073         refcount_t refcount;
1074
1075         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1076         int nr_tasks;
1077         pid_t gid;
1078         int active_nodes;
1079
1080         struct rcu_head rcu;
1081         unsigned long total_faults;
1082         unsigned long max_faults_cpu;
1083         /*
1084          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1085          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1086          * more by CPU use than by memory faults.
1087          */
1088         unsigned long *faults_cpu;
1089         unsigned long faults[];
1090 };
1091
1092 /*
1093  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1094  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1095  */
1096 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1097 {
1098         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1099                 (lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p))) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1100 }
1101
1102 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1103 {
1104         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1105 }
1106
1107 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1108 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1109
1110 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1111 {
1112         unsigned long rss = 0;
1113         unsigned long nr_scan_pages;
1114
1115         /*
1116          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1117          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1118          * on resident pages
1119          */
1120         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1121         rss = get_mm_rss(p->mm);
1122         if (!rss)
1123                 rss = nr_scan_pages;
1124
1125         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1126         return rss / nr_scan_pages;
1127 }
1128
1129 /* For sanity's sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1130 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1131
1132 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1133 {
1134         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1135         unsigned int scan, floor;
1136         unsigned int windows = 1;
1137
1138         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1139                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1140         floor = 1000 / windows;
1141
1142         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1143         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1144 }
1145
1146 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1147 {
1148         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1149         unsigned long period = smin;
1150         struct numa_group *ng;
1151
1152         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1153         rcu_read_lock();
1154         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1155         if (ng) {
1156                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1157                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1158
1159                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1160                 period *= shared + 1;
1161                 period /= private + shared + 1;
1162         }
1163         rcu_read_unlock();
1164
1165         return max(smin, period);
1166 }
1167
1168 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1169 {
1170         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1171         unsigned long smax;
1172         struct numa_group *ng;
1173
1174         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1175         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1176
1177         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1178         ng = deref_curr_numa_group(p);
1179         if (ng) {
1180                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1181                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1182                 unsigned long period = smax;
1183
1184                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1185                 period *= shared + 1;
1186                 period /= private + shared + 1;
1187
1188                 smax = max(smax, period);
1189         }
1190
1191         return max(smin, smax);
1192 }
1193
1194 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1195 {
1196         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1197         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1198 }
1199
1200 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1201 {
1202         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1203         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1204 }
1205
1206 /* Shared or private faults. */
1207 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1208
1209 /* Memory and CPU locality */
1210 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1211
1212 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1213 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1214
1215 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1216 {
1217         struct numa_group *ng;
1218         pid_t gid = 0;
1219
1220         rcu_read_lock();
1221         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1222         if (ng)
1223                 gid = ng->gid;
1224         rcu_read_unlock();
1225
1226         return gid;
1227 }
1228
1229 /*
1230  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1231  * occupy the first half of the array. The second half of the
1232  * array is for current counters, which are averaged into the
1233  * first set by task_numa_placement.
1234  */
1235 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1236 {
1237         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1238 }
1239
1240 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1241 {
1242         if (!p->numa_faults)
1243                 return 0;
1244
1245         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1246                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1247 }
1248
1249 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1250 {
1251         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1252
1253         if (!ng)
1254                 return 0;
1255
1256         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1257                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1258 }
1259
1260 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1261 {
1262         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1263                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1264 }
1265
1266 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1267 {
1268         unsigned long faults = 0;
1269         int node;
1270
1271         for_each_online_node(node) {
1272                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1273         }
1274
1275         return faults;
1276 }
1277
1278 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1279 {
1280         unsigned long faults = 0;
1281         int node;
1282
1283         for_each_online_node(node) {
1284                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1285         }
1286
1287         return faults;
1288 }
1289
1290 /*
1291  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1292  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1293  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1294  */
1295 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1296
1297 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1298 {
1299         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1300 }
1301
1302 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1303 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1304                                         int maxdist, bool task)
1305 {
1306         unsigned long score = 0;
1307         int node;
1308
1309         /*
1310          * All nodes are directly connected, and the same distance
1311          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1312          */
1313         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1314                 return 0;
1315
1316         /*
1317          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1318          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1319          */
1320         for_each_online_node(node) {
1321                 unsigned long faults;
1322                 int dist = node_distance(nid, node);
1323
1324                 /*
1325                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1326                  * for placement; nid was already counted.
1327                  */
1328                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1329                         continue;
1330
1331                 /*
1332                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1333                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1334                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1335                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1336                  * of each group. Skip other nodes.
1337                  */
1338                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1339                                         dist >= maxdist)
1340                         continue;
1341
1342                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1343                 if (task)
1344                         faults = task_faults(p, node);
1345                 else
1346                         faults = group_faults(p, node);
1347
1348                 /*
1349                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1350                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1351                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1352                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1353                  * The further away a node is, the less the faults count.
1354                  * This seems to result in good task placement.
1355                  */
1356                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1357                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1358                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1359                 }
1360
1361                 score += faults;
1362         }
1363
1364         return score;
1365 }
1366
1367 /*
1368  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1369  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1370  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1371  * evenly spread out between numa nodes.
1372  */
1373 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1374                                         int dist)
1375 {
1376         unsigned long faults, total_faults;
1377
1378         if (!p->numa_faults)
1379                 return 0;
1380
1381         total_faults = p->total_numa_faults;
1382
1383         if (!total_faults)
1384                 return 0;
1385
1386         faults = task_faults(p, nid);
1387         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1388
1389         return 1000 * faults / total_faults;
1390 }
1391
1392 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1393                                          int dist)
1394 {
1395         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1396         unsigned long faults, total_faults;
1397
1398         if (!ng)
1399                 return 0;
1400
1401         total_faults = ng->total_faults;
1402
1403         if (!total_faults)
1404                 return 0;
1405
1406         faults = group_faults(p, nid);
1407         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1408
1409         return 1000 * faults / total_faults;
1410 }
1411
1412 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1413                                 int src_nid, int dst_cpu)
1414 {
1415         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1416         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1417         int last_cpupid, this_cpupid;
1418
1419         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1420         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1421
1422         /*
1423          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1424          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1425          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1426          * executed below.
1427          */
1428         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1429             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1430                 return true;
1431
1432         /*
1433          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1434          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1435          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1436          *
1437          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1438          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1439          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1440          *
1441          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1442          * same result twice in a row, given these samples are fully
1443          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1444          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1445          *
1446          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1447          * act on an unlikely task<->page relation.
1448          */
1449         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1450                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1451                 return false;
1452
1453         /* Always allow migrate on private faults */
1454         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1455                 return true;
1456
1457         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1458         if (!ng)
1459                 return true;
1460
1461         /*
1462          * Destination node is much more heavily used than the source
1463          * node? Allow migration.
1464          */
1465         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1466                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1467                 return true;
1468
1469         /*
1470          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1471          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1472          *
1473          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1474          * --------------- * - > ---------------
1475          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1476          */
1477         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1478                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1479 }
1480
1481 /*
1482  * 'numa_type' describes the node at the moment of load balancing.
1483  */
1484 enum numa_type {
1485         /* The node has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
1486         node_has_spare = 0,
1487         /*
1488          * The node is fully used and the tasks don't compete for more CPU
1489          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
1490          */
1491         node_fully_busy,
1492         /*
1493          * The node is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
1494          * tasks.
1495          */
1496         node_overloaded
1497 };
1498
1499 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1500 struct numa_stats {
1501         unsigned long load;
1502         unsigned long runnable;
1503         unsigned long util;
1504         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1505         unsigned long compute_capacity;
1506         unsigned int nr_running;
1507         unsigned int weight;
1508         enum numa_type node_type;
1509         int idle_cpu;
1510 };
1511
1512 static inline bool is_core_idle(int cpu)
1513 {
1514 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1515         int sibling;
1516
1517         for_each_cpu(sibling, cpu_smt_mask(cpu)) {
1518                 if (cpu == sibling)
1519                         continue;
1520
1521                 if (!idle_cpu(sibling))
1522                         return false;
1523         }
1524 #endif
1525
1526         return true;
1527 }
1528
1529 struct task_numa_env {
1530         struct task_struct *p;
1531
1532         int src_cpu, src_nid;
1533         int dst_cpu, dst_nid;
1534
1535         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1536
1537         int imbalance_pct;
1538         int dist;
1539
1540         struct task_struct *best_task;
1541         long best_imp;
1542         int best_cpu;
1543 };
1544
1545 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq);
1546 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq);
1547 static unsigned long cpu_util(int cpu);
1548 static inline long adjust_numa_imbalance(int imbalance,
1549                                         int dst_running, int dst_weight);
1550
1551 static inline enum
1552 numa_type numa_classify(unsigned int imbalance_pct,
1553                          struct numa_stats *ns)
1554 {
1555         if ((ns->nr_running > ns->weight) &&
1556             (((ns->compute_capacity * 100) < (ns->util * imbalance_pct)) ||
1557              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) < (ns->runnable * 100))))
1558                 return node_overloaded;
1559
1560         if ((ns->nr_running < ns->weight) ||
1561             (((ns->compute_capacity * 100) > (ns->util * imbalance_pct)) &&
1562              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) > (ns->runnable * 100))))
1563                 return node_has_spare;
1564
1565         return node_fully_busy;
1566 }
1567
1568 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1569 /* Forward declarations of select_idle_sibling helpers */
1570 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def);
1571 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1572 {
1573         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present) ||
1574             idle_core >= 0 || !test_idle_cores(cpu, false))
1575                 return idle_core;
1576
1577         /*
1578          * Prefer cores instead of packing HT siblings
1579          * and triggering future load balancing.
1580          */
1581         if (is_core_idle(cpu))
1582                 idle_core = cpu;
1583
1584         return idle_core;
1585 }
1586 #else
1587 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1588 {
1589         return idle_core;
1590 }
1591 #endif
1592
1593 /*
1594  * Gather all necessary information to make NUMA balancing placement
1595  * decisions that are compatible with standard load balancer. This
1596  * borrows code and logic from update_sg_lb_stats but sharing a
1597  * common implementation is impractical.
1598  */
1599 static void update_numa_stats(struct task_numa_env *env,
1600                               struct numa_stats *ns, int nid,
1601                               bool find_idle)
1602 {
1603         int cpu, idle_core = -1;
1604
1605         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1606         ns->idle_cpu = -1;
1607
1608         rcu_read_lock();
1609         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1610                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1611
1612                 ns->load += cpu_load(rq);
1613                 ns->runnable += cpu_runnable(rq);
1614                 ns->util += cpu_util(cpu);
1615                 ns->nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
1616                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1617
1618                 if (find_idle && !rq->nr_running && idle_cpu(cpu)) {
1619                         if (READ_ONCE(rq->numa_migrate_on) ||
1620                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1621                                 continue;
1622
1623                         if (ns->idle_cpu == -1)
1624                                 ns->idle_cpu = cpu;
1625
1626                         idle_core = numa_idle_core(idle_core, cpu);
1627                 }
1628         }
1629         rcu_read_unlock();
1630
1631         ns->weight = cpumask_weight(cpumask_of_node(nid));
1632
1633         ns->node_type = numa_classify(env->imbalance_pct, ns);
1634
1635         if (idle_core >= 0)
1636                 ns->idle_cpu = idle_core;
1637 }
1638
1639 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1640                              struct task_struct *p, long imp)
1641 {
1642         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1643
1644         /* Check if run-queue part of active NUMA balance. */
1645         if (env->best_cpu != env->dst_cpu && xchg(&rq->numa_migrate_on, 1)) {
1646                 int cpu;
1647                 int start = env->dst_cpu;
1648
1649                 /* Find alternative idle CPU. */
1650                 for_each_cpu_wrap(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid), start) {
1651                         if (cpu == env->best_cpu || !idle_cpu(cpu) ||
1652                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr)) {
1653                                 continue;
1654                         }
1655
1656                         env->dst_cpu = cpu;
1657                         rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1658                         if (!xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1659                                 goto assign;
1660                 }
1661
1662                 /* Failed to find an alternative idle CPU */
1663                 return;
1664         }
1665
1666 assign:
1667         /*
1668          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1669          * found a better CPU to move/swap.
1670          */
1671         if (env->best_cpu != -1 && env->best_cpu != env->dst_cpu) {
1672                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1673                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1674         }
1675
1676         if (env->best_task)
1677                 put_task_struct(env->best_task);
1678         if (p)
1679                 get_task_struct(p);
1680
1681         env->best_task = p;
1682         env->best_imp = imp;
1683         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1684 }
1685
1686 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1687                                 struct task_numa_env *env)
1688 {
1689         long imb, old_imb;
1690         long orig_src_load, orig_dst_load;
1691         long src_capacity, dst_capacity;
1692
1693         /*
1694          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1695          *
1696          * src_load        dst_load
1697          * ------------ vs ---------
1698          * src_capacity    dst_capacity
1699          */
1700         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1701         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1702
1703         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1704
1705         orig_src_load = env->src_stats.load;
1706         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1707
1708         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1709
1710         /* Would this change make things worse? */
1711         return (imb > old_imb);
1712 }
1713
1714 /*
1715  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1716  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1717  * Used to deter task migration.
1718  */
1719 #define SMALLIMP        30
1720
1721 /*
1722  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1723  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1724  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1725  * be exchanged with the source task
1726  */
1727 static bool task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1728                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1729 {
1730         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1731         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1732         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1733         struct task_struct *cur;
1734         long src_load, dst_load;
1735         int dist = env->dist;
1736         long moveimp = imp;
1737         long load;
1738         bool stopsearch = false;
1739
1740         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1741                 return false;
1742
1743         rcu_read_lock();
1744         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
1745         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1746                 cur = NULL;
1747
1748         /*
1749          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1750          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1751          */
1752         if (cur == env->p) {
1753                 stopsearch = true;
1754                 goto unlock;
1755         }
1756
1757         if (!cur) {
1758                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1759                         goto assign;
1760                 else
1761                         goto unlock;
1762         }
1763
1764         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu. */
1765         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1766                 goto unlock;
1767
1768         /*
1769          * Skip this swap candidate if it is not moving to its preferred
1770          * node and the best task is.
1771          */
1772         if (env->best_task &&
1773             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1774             cur->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1775                 goto unlock;
1776         }
1777
1778         /*
1779          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1780          * source and destination node. Calculate the total differential for
1781          * the source task and potential destination task. The more negative
1782          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1783          * be incurred if the tasks were swapped.
1784          *
1785          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1786          * in any group then look only at task weights.
1787          */
1788         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1789         if (cur_ng == p_ng) {
1790                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1791                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1792                 /*
1793                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1794                  * tasks within a group over tiny differences.
1795                  */
1796                 if (cur_ng)
1797                         imp -= imp / 16;
1798         } else {
1799                 /*
1800                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1801                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1802                  */
1803                 if (cur_ng && p_ng)
1804                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1805                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1806                 else
1807                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1808                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1809         }
1810
1811         /* Discourage picking a task already on its preferred node */
1812         if (cur->numa_preferred_nid == env->dst_nid)
1813                 imp -= imp / 16;
1814
1815         /*
1816          * Encourage picking a task that moves to its preferred node.
1817          * This potentially makes imp larger than it's maximum of
1818          * 1998 (see SMALLIMP and task_weight for why) but in this
1819          * case, it does not matter.
1820          */
1821         if (cur->numa_preferred_nid == env->src_nid)
1822                 imp += imp / 8;
1823
1824         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1825                 imp = moveimp;
1826                 cur = NULL;
1827                 goto assign;
1828         }
1829
1830         /*
1831          * Prefer swapping with a task moving to its preferred node over a
1832          * task that is not.
1833          */
1834         if (env->best_task && cur->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1835             env->best_task->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1836                 goto assign;
1837         }
1838
1839         /*
1840          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1841          * task migration might only result in ping pong
1842          * of tasks and also hurt performance due to cache
1843          * misses.
1844          */
1845         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1846                 goto unlock;
1847
1848         /*
1849          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1850          */
1851         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1852         if (!load)
1853                 goto assign;
1854
1855         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1856         src_load = env->src_stats.load - load;
1857
1858         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1859                 goto unlock;
1860
1861 assign:
1862         /* Evaluate an idle CPU for a task numa move. */
1863         if (!cur) {
1864                 int cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1865
1866                 /* Nothing cached so current CPU went idle since the search. */
1867                 if (cpu < 0)
1868                         cpu = env->dst_cpu;
1869
1870                 /*
1871                  * If the CPU is no longer truly idle and the previous best CPU
1872                  * is, keep using it.
1873                  */
1874                 if (!idle_cpu(cpu) && env->best_cpu >= 0 &&
1875                     idle_cpu(env->best_cpu)) {
1876                         cpu = env->best_cpu;
1877                 }
1878
1879                 env->dst_cpu = cpu;
1880         }
1881
1882         task_numa_assign(env, cur, imp);
1883
1884         /*
1885          * If a move to idle is allowed because there is capacity or load
1886          * balance improves then stop the search. While a better swap
1887          * candidate may exist, a search is not free.
1888          */
1889         if (maymove && !cur && env->best_cpu >= 0 && idle_cpu(env->best_cpu))
1890                 stopsearch = true;
1891
1892         /*
1893          * If a swap candidate must be identified and the current best task
1894          * moves its preferred node then stop the search.
1895          */
1896         if (!maymove && env->best_task &&
1897             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid) {
1898                 stopsearch = true;
1899         }
1900 unlock:
1901         rcu_read_unlock();
1902
1903         return stopsearch;
1904 }
1905
1906 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1907                                 long taskimp, long groupimp)
1908 {
1909         bool maymove = false;
1910         int cpu;
1911
1912         /*
1913          * If dst node has spare capacity, then check if there is an
1914          * imbalance that would be overruled by the load balancer.
1915          */
1916         if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare) {
1917                 unsigned int imbalance;
1918                 int src_running, dst_running;
1919
1920                 /*
1921                  * Would movement cause an imbalance? Note that if src has
1922                  * more running tasks that the imbalance is ignored as the
1923                  * move improves the imbalance from the perspective of the
1924                  * CPU load balancer.
1925                  * */
1926                 src_running = env->src_stats.nr_running - 1;
1927                 dst_running = env->dst_stats.nr_running + 1;
1928                 imbalance = max(0, dst_running - src_running);
1929                 imbalance = adjust_numa_imbalance(imbalance, dst_running,
1930                                                         env->dst_stats.weight);
1931
1932                 /* Use idle CPU if there is no imbalance */
1933                 if (!imbalance) {
1934                         maymove = true;
1935                         if (env->dst_stats.idle_cpu >= 0) {
1936                                 env->dst_cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1937                                 task_numa_assign(env, NULL, 0);
1938                                 return;
1939                         }
1940                 }
1941         } else {
1942                 long src_load, dst_load, load;
1943                 /*
1944                  * If the improvement from just moving env->p direction is better
1945                  * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1946                  */
1947                 load = task_h_load(env->p);
1948                 dst_load = env->dst_stats.load + load;
1949                 src_load = env->src_stats.load - load;
1950                 maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1951         }
1952
1953         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1954                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1955                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1956                         continue;
1957
1958                 env->dst_cpu = cpu;
1959                 if (task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove))
1960                         break;
1961         }
1962 }
1963
1964 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1965 {
1966         struct task_numa_env env = {
1967                 .p = p,
1968
1969                 .src_cpu = task_cpu(p),
1970                 .src_nid = task_node(p),
1971
1972                 .imbalance_pct = 112,
1973
1974                 .best_task = NULL,
1975                 .best_imp = 0,
1976                 .best_cpu = -1,
1977         };
1978         unsigned long taskweight, groupweight;
1979         struct sched_domain *sd;
1980         long taskimp, groupimp;
1981         struct numa_group *ng;
1982         struct rq *best_rq;
1983         int nid, ret, dist;
1984
1985         /*
1986          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1987          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1988          *
1989          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1990          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1991          * to satisfy here.
1992          */
1993         rcu_read_lock();
1994         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1995         if (sd)
1996                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1997         rcu_read_unlock();
1998
1999         /*
2000          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
2001          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
2002          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
2003          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
2004          */
2005         if (unlikely(!sd)) {
2006                 sched_setnuma(p, task_node(p));
2007                 return -EINVAL;
2008         }
2009
2010         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
2011         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2012         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2013         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2014         update_numa_stats(&env, &env.src_stats, env.src_nid, false);
2015         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
2016         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
2017         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2018
2019         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
2020         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2021
2022         /*
2023          * Look at other nodes in these cases:
2024          * - there is no space available on the preferred_nid
2025          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
2026          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
2027          *   we need to check other locations.
2028          */
2029         ng = deref_curr_numa_group(p);
2030         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
2031                 for_each_online_node(nid) {
2032                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
2033                                 continue;
2034
2035                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2036                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
2037                                                 dist != env.dist) {
2038                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2039                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2040                         }
2041
2042                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
2043                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
2044                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
2045                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
2046                                 continue;
2047
2048                         env.dist = dist;
2049                         env.dst_nid = nid;
2050                         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2051                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2052                 }
2053         }
2054
2055         /*
2056          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
2057          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
2058          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
2059          * settle down.
2060          * A task that migrated to a second choice node will be better off
2061          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
2062          */
2063         if (ng) {
2064                 if (env.best_cpu == -1)
2065                         nid = env.src_nid;
2066                 else
2067                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
2068
2069                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
2070                         sched_setnuma(p, nid);
2071         }
2072
2073         /* No better CPU than the current one was found. */
2074         if (env.best_cpu == -1) {
2075                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, -1);
2076                 return -EAGAIN;
2077         }
2078
2079         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
2080         if (env.best_task == NULL) {
2081                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
2082                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2083                 if (ret != 0)
2084                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, env.best_cpu);
2085                 return ret;
2086         }
2087
2088         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
2089         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2090
2091         if (ret != 0)
2092                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_task, env.best_cpu);
2093         put_task_struct(env.best_task);
2094         return ret;
2095 }
2096
2097 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
2098 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
2099 {
2100         unsigned long interval = HZ;
2101
2102         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
2103         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
2104                 return;
2105
2106         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
2107         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
2108         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
2109
2110         /* Success if task is already running on preferred CPU */
2111         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
2112                 return;
2113
2114         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
2115         task_numa_migrate(p);
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
2120  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
2121  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
2122  * located.
2123  */
2124 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
2125 {
2126         unsigned long faults, max_faults = 0;
2127         int nid, active_nodes = 0;
2128
2129         for_each_online_node(nid) {
2130                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2131                 if (faults > max_faults)
2132                         max_faults = faults;
2133         }
2134
2135         for_each_online_node(nid) {
2136                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2137                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
2138                         active_nodes++;
2139         }
2140
2141         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
2142         numa_group->active_nodes = active_nodes;
2143 }
2144
2145 /*
2146  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
2147  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
2148  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
2149  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
2150  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
2151  */
2152 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
2153 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
2154
2155 /*
2156  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
2157  * our memory is already on our local node, or if the majority of
2158  * the page accesses are shared with other processes.
2159  * Otherwise, decrease the scan period.
2160  */
2161 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
2162                         unsigned long shared, unsigned long private)
2163 {
2164         unsigned int period_slot;
2165         int lr_ratio, ps_ratio;
2166         int diff;
2167
2168         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
2169         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
2170
2171         /*
2172          * If there were no record hinting faults then either the task is
2173          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
2174          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
2175          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
2176          * node is overloaded. In either case, scan slower
2177          */
2178         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
2179                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
2180                         p->numa_scan_period << 1);
2181
2182                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
2183                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2184
2185                 return;
2186         }
2187
2188         /*
2189          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
2190          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
2191          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
2192          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
2193          */
2194         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
2195         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
2196         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
2197
2198         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2199                 /*
2200                  * Most memory accesses are local. There is no need to
2201                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
2202                  */
2203                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2204                 if (!slot)
2205                         slot = 1;
2206                 diff = slot * period_slot;
2207         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2208                 /*
2209                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
2210                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
2211                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
2212                  */
2213                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2214                 if (!slot)
2215                         slot = 1;
2216                 diff = slot * period_slot;
2217         } else {
2218                 /*
2219                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
2220                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
2221                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
2222                  */
2223                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2224                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2225         }
2226
2227         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2228                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2229         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2230 }
2231
2232 /*
2233  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2234  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2235  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2236  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2237  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2238  */
2239 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2240 {
2241         u64 runtime, delta, now;
2242         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2243         now = p->se.exec_start;
2244         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2245
2246         if (p->last_task_numa_placement) {
2247                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2248                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2249
2250                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2251                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2252                         *period = 0;
2253         } else {
2254                 delta = p->se.avg.load_sum;
2255                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2256         }
2257
2258         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2259         p->last_task_numa_placement = now;
2260
2261         return delta;
2262 }
2263
2264 /*
2265  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2266  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2267  * otherwise workloads might not converge.
2268  */
2269 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2270 {
2271         nodemask_t nodes;
2272         int dist;
2273
2274         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2275         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2276                 return nid;
2277
2278         /*
2279          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2280          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2281          * both the node itself, and on nearby nodes.
2282          */
2283         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2284                 unsigned long score, max_score = 0;
2285                 int node, max_node = nid;
2286
2287                 dist = sched_max_numa_distance;
2288
2289                 for_each_online_node(node) {
2290                         score = group_weight(p, node, dist);
2291                         if (score > max_score) {
2292                                 max_score = score;
2293                                 max_node = node;
2294                         }
2295                 }
2296                 return max_node;
2297         }
2298
2299         /*
2300          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2301          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2302          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2303          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2304          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2305          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2306          * keep the complexity of the search down.
2307          */
2308         nodes = node_online_map;
2309         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2310                 unsigned long max_faults = 0;
2311                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2312                 int a, b;
2313
2314                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2315                 if (!find_numa_distance(dist))
2316                         continue;
2317
2318                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2319                         unsigned long faults = 0;
2320                         nodemask_t this_group;
2321                         nodes_clear(this_group);
2322
2323                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2324                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2325                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2326                                         faults += group_faults(p, b);
2327                                         node_set(b, this_group);
2328                                         node_clear(b, nodes);
2329                                 }
2330                         }
2331
2332                         /* Remember the top group. */
2333                         if (faults > max_faults) {
2334                                 max_faults = faults;
2335                                 max_group = this_group;
2336                                 /*
2337                                  * subtle: at the smallest distance there is
2338                                  * just one node left in each "group", the
2339                                  * winner is the preferred nid.
2340                                  */
2341                                 nid = a;
2342                         }
2343                 }
2344                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2345                 if (!max_faults)
2346                         break;
2347                 nodes = max_group;
2348         }
2349         return nid;
2350 }
2351
2352 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2353 {
2354         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2355         unsigned long max_faults = 0;
2356         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2357         unsigned long total_faults;
2358         u64 runtime, period;
2359         spinlock_t *group_lock = NULL;
2360         struct numa_group *ng;
2361
2362         /*
2363          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2364          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2365          * that the field is read in a single access:
2366          */
2367         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2368         if (p->numa_scan_seq == seq)
2369                 return;
2370         p->numa_scan_seq = seq;
2371         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2372
2373         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2374                        p->numa_faults_locality[1];
2375         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2376
2377         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2378         ng = deref_curr_numa_group(p);
2379         if (ng) {
2380                 group_lock = &ng->lock;
2381                 spin_lock_irq(group_lock);
2382         }
2383
2384         /* Find the node with the highest number of faults */
2385         for_each_online_node(nid) {
2386                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2387                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2388                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2389                 int priv;
2390
2391                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2392                         long diff, f_diff, f_weight;
2393
2394                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2395                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2396                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2397                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2398
2399                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2400                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2401                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2402                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2403
2404                         /*
2405                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2406                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2407                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2408                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2409                          * faults are less important.
2410                          */
2411                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2412                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2413                                    (total_faults + 1);
2414                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2415                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2416
2417                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2418                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2419                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2420                         p->total_numa_faults += diff;
2421                         if (ng) {
2422                                 /*
2423                                  * safe because we can only change our own group
2424                                  *
2425                                  * mem_idx represents the offset for a given
2426                                  * nid and priv in a specific region because it
2427                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2428                                  */
2429                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2430                                 ng->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2431                                 ng->total_faults += diff;
2432                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2433                         }
2434                 }
2435
2436                 if (!ng) {
2437                         if (faults > max_faults) {
2438                                 max_faults = faults;
2439                                 max_nid = nid;
2440                         }
2441                 } else if (group_faults > max_faults) {
2442                         max_faults = group_faults;
2443                         max_nid = nid;
2444                 }
2445         }
2446
2447         if (ng) {
2448                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2449                 spin_unlock_irq(group_lock);
2450                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2451         }
2452
2453         if (max_faults) {
2454                 /* Set the new preferred node */
2455                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2456                         sched_setnuma(p, max_nid);
2457         }
2458
2459         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2460 }
2461
2462 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2463 {
2464         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2465 }
2466
2467 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2468 {
2469         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2470                 kfree_rcu(grp, rcu);
2471 }
2472
2473 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2474                         int *priv)
2475 {
2476         struct numa_group *grp, *my_grp;
2477         struct task_struct *tsk;
2478         bool join = false;
2479         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2480         int i;
2481
2482         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2483                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2484                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2485
2486                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2487                 if (!grp)
2488                         return;
2489
2490                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2491                 grp->active_nodes = 1;
2492                 grp->max_faults_cpu = 0;
2493                 spin_lock_init(&grp->lock);
2494                 grp->gid = p->pid;
2495                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2496                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2497                                                 nr_node_ids;
2498
2499                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2500                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2501
2502                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2503
2504                 grp->nr_tasks++;
2505                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2506         }
2507
2508         rcu_read_lock();
2509         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2510
2511         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2512                 goto no_join;
2513
2514         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2515         if (!grp)
2516                 goto no_join;
2517
2518         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2519         if (grp == my_grp)
2520                 goto no_join;
2521
2522         /*
2523          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2524          * the other task will join us.
2525          */
2526         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2527                 goto no_join;
2528
2529         /*
2530          * Tie-break on the grp address.
2531          */
2532         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2533                 goto no_join;
2534
2535         /* Always join threads in the same process. */
2536         if (tsk->mm == current->mm)
2537                 join = true;
2538
2539         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2540         if (flags & TNF_SHARED)
2541                 join = true;
2542
2543         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2544         *priv = !join;
2545
2546         if (join && !get_numa_group(grp))
2547                 goto no_join;
2548
2549         rcu_read_unlock();
2550
2551         if (!join)
2552                 return;
2553
2554         BUG_ON(irqs_disabled());
2555         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2556
2557         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2558                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2559                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2560         }
2561         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2562         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2563
2564         my_grp->nr_tasks--;
2565         grp->nr_tasks++;
2566
2567         spin_unlock(&my_grp->lock);
2568         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2569
2570         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2571
2572         put_numa_group(my_grp);
2573         return;
2574
2575 no_join:
2576         rcu_read_unlock();
2577         return;
2578 }
2579
2580 /*
2581  * Get rid of NUMA statistics associated with a task (either current or dead).
2582  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2583  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2584  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2585  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2586  */
2587 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2588 {
2589         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2590         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2591         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2592         unsigned long flags;
2593         int i;
2594
2595         if (!numa_faults)
2596                 return;
2597
2598         if (grp) {
2599                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2600                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2601                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2602                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2603
2604                 grp->nr_tasks--;
2605                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2606                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2607                 put_numa_group(grp);
2608         }
2609
2610         if (final) {
2611                 p->numa_faults = NULL;
2612                 kfree(numa_faults);
2613         } else {
2614                 p->total_numa_faults = 0;
2615                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2616                         numa_faults[i] = 0;
2617         }
2618 }
2619
2620 /*
2621  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2622  */
2623 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2624 {
2625         struct task_struct *p = current;
2626         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2627         int cpu_node = task_node(current);
2628         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2629         struct numa_group *ng;
2630         int priv;
2631
2632         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2633                 return;
2634
2635         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2636         if (!p->mm)
2637                 return;
2638
2639         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2640         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2641                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2642                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2643
2644                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2645                 if (!p->numa_faults)
2646                         return;
2647
2648                 p->total_numa_faults = 0;
2649                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2650         }
2651
2652         /*
2653          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2654          * to be private if the accessing pid has not changed
2655          */
2656         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2657                 priv = 1;
2658         } else {
2659                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2660                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2661                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2662         }
2663
2664         /*
2665          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2666          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2667          * actively using should be counted as local. This allows the
2668          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2669          */
2670         ng = deref_curr_numa_group(p);
2671         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2672                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2673                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2674                 local = 1;
2675
2676         /*
2677          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2678          * previously failed, or the scheduler moved us.
2679          */
2680         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2681                 task_numa_placement(p);
2682                 numa_migrate_preferred(p);
2683         }
2684
2685         if (migrated)
2686                 p->numa_pages_migrated += pages;
2687         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2688                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2689
2690         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2691         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2692         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2693 }
2694
2695 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2696 {
2697         /*
2698          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2699          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2700          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2701          * much of an issue though, since this is just used for
2702          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2703          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2704          */
2705         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2706         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2707 }
2708
2709 /*
2710  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2711  * Triggered from task_tick_numa().
2712  */
2713 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
2714 {
2715         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2716         struct task_struct *p = current;
2717         struct mm_struct *mm = p->mm;
2718         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2719         struct vm_area_struct *vma;
2720         unsigned long start, end;
2721         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2722         long pages, virtpages;
2723
2724         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2725
2726         work->next = work;
2727         /*
2728          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2729          *
2730          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2731          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2732          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2733          * work.
2734          */
2735         if (p->flags & PF_EXITING)
2736                 return;
2737
2738         if (!mm->numa_next_scan) {
2739                 mm->numa_next_scan = now +
2740                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2741         }
2742
2743         /*
2744          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2745          */
2746         migrate = mm->numa_next_scan;
2747         if (time_before(now, migrate))
2748                 return;
2749
2750         if (p->numa_scan_period == 0) {
2751                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2752                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2753         }
2754
2755         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2756         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2757                 return;
2758
2759         /*
2760          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2761          * the next time around.
2762          */
2763         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2764
2765         start = mm->numa_scan_offset;
2766         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2767         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2768         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2769         if (!pages)
2770                 return;
2771
2772
2773         if (!mmap_read_trylock(mm))
2774                 return;
2775         vma = find_vma(mm, start);
2776         if (!vma) {
2777                 reset_ptenuma_scan(p);
2778                 start = 0;
2779                 vma = mm->mmap;
2780         }
2781         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2782                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2783                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2784                         continue;
2785                 }
2786
2787                 /*
2788                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2789                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2790                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2791                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2792                  */
2793                 if (!vma->vm_mm ||
2794                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2795                         continue;
2796
2797                 /*
2798                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2799                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2800                  */
2801                 if (!vma_is_accessible(vma))
2802                         continue;
2803
2804                 do {
2805                         start = max(start, vma->vm_start);
2806                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2807                         end = min(end, vma->vm_end);
2808                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2809
2810                         /*
2811                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2812                          * hpages that have at least one present PTE that
2813                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2814                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2815                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2816                          * areas faster.
2817                          */
2818                         if (nr_pte_updates)
2819                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2820                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2821
2822                         start = end;
2823                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2824                                 goto out;
2825
2826                         cond_resched();
2827                 } while (end != vma->vm_end);
2828         }
2829
2830 out:
2831         /*
2832          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2833          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2834          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2835          * scanner to the start so check it now.
2836          */
2837         if (vma)
2838                 mm->numa_scan_offset = start;
2839         else
2840                 reset_ptenuma_scan(p);
2841         mmap_read_unlock(mm);
2842
2843         /*
2844          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2845          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2846          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2847          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2848          */
2849         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2850                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2851                 p->node_stamp += 32 * diff;
2852         }
2853 }
2854
2855 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2856 {
2857         int mm_users = 0;
2858         struct mm_struct *mm = p->mm;
2859
2860         if (mm) {
2861                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
2862                 if (mm_users == 1) {
2863                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2864                         mm->numa_scan_seq = 0;
2865                 }
2866         }
2867         p->node_stamp                   = 0;
2868         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
2869         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2870         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
2871         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
2872         p->numa_faults                  = NULL;
2873         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2874         p->last_task_numa_placement     = 0;
2875         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
2876
2877         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
2878
2879         /* New address space, reset the preferred nid */
2880         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
2881                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
2882                 return;
2883         }
2884
2885         /*
2886          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
2887          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
2888          */
2889         if (mm) {
2890                 unsigned int delay;
2891
2892                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
2893                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
2894                 delay += 2 * TICK_NSEC;
2895                 p->node_stamp = delay;
2896         }
2897 }
2898
2899 /*
2900  * Drive the periodic memory faults..
2901  */
2902 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2903 {
2904         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2905         u64 period, now;
2906
2907         /*
2908          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2909          */
2910         if ((curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) || work->next != work)
2911                 return;
2912
2913         /*
2914          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2915          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2916          * task needs to have done some actual work before we bother with
2917          * NUMA placement.
2918          */
2919         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2920         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2921
2922         if (now > curr->node_stamp + period) {
2923                 if (!curr->node_stamp)
2924                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2925                 curr->node_stamp += period;
2926
2927                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
2928                         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
2929         }
2930 }
2931
2932 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2933 {
2934         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2935         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2936
2937         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2938                 return;
2939
2940         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2941                 return;
2942
2943         if (src_nid == dst_nid)
2944                 return;
2945
2946         /*
2947          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2948          * has completed. This is most likely due to a new task that
2949          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2950          */
2951         if (p->numa_scan_seq) {
2952                 /*
2953                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2954                  * node or if the task was not previously running on
2955                  * the preferred node.
2956                  */
2957                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2958                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
2959                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
2960                         return;
2961         }
2962
2963         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2964 }
2965
2966 #else
2967 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2968 {
2969 }
2970
2971 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2972 {
2973 }
2974
2975 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2976 {
2977 }
2978
2979 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2980 {
2981 }
2982
2983 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2984
2985 static void
2986 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2987 {
2988         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2989 #ifdef CONFIG_SMP
2990         if (entity_is_task(se)) {
2991                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2992
2993                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2994                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2995         }
2996 #endif
2997         cfs_rq->nr_running++;
2998 }
2999
3000 static void
3001 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3002 {
3003         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3004 #ifdef CONFIG_SMP
3005         if (entity_is_task(se)) {
3006                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
3007                 list_del_init(&se->group_node);
3008         }
3009 #endif
3010         cfs_rq->nr_running--;
3011 }
3012
3013 /*
3014  * Signed add and clamp on underflow.
3015  *
3016  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3017  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3018  * values.
3019  */
3020 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
3021         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3022         typeof(_val) val = (_val);                              \
3023         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3024                                                                 \
3025         res = var + val;                                        \
3026                                                                 \
3027         if (val < 0 && res > var)                               \
3028                 res = 0;                                        \
3029                                                                 \
3030         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3031 } while (0)
3032
3033 /*
3034  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3035  *
3036  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3037  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3038  * values.
3039  */
3040 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3041         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3042         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3043         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3044         res = var - val;                                        \
3045         if (res > var)                                          \
3046                 res = 0;                                        \
3047         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3048 } while (0)
3049
3050 /*
3051  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
3052  *
3053  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
3054  * and is thus optimized for local variable updates.
3055  */
3056 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
3057         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3058         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
3059 } while (0)
3060
3061 #ifdef CONFIG_SMP
3062 static inline void
3063 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3064 {
3065         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3066         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3067 }
3068
3069 static inline void
3070 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3071 {
3072         u32 divider = get_pelt_divider(&se->avg);
3073         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3074         cfs_rq->avg.load_sum = cfs_rq->avg.load_avg * divider;
3075 }
3076 #else
3077 static inline void
3078 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3079 static inline void
3080 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3081 #endif
3082
3083 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
3084                             unsigned long weight)
3085 {
3086         if (se->on_rq) {
3087                 /* commit outstanding execution time */
3088                 if (cfs_rq->curr == se)
3089                         update_curr(cfs_rq);
3090                 update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3091         }
3092         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3093
3094         update_load_set(&se->load, weight);
3095
3096 #ifdef CONFIG_SMP
3097         do {
3098                 u32 divider = get_pelt_divider(&se->avg);
3099
3100                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
3101         } while (0);
3102 #endif
3103
3104         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3105         if (se->on_rq)
3106                 update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3107
3108 }
3109
3110 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
3111 {
3112         struct sched_entity *se = &p->se;
3113         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3114         struct load_weight *load = &se->load;
3115         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
3116
3117         reweight_entity(cfs_rq, se, weight);
3118         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
3119 }
3120
3121 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3122 #ifdef CONFIG_SMP
3123 /*
3124  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
3125  * global sum we all love to hate.
3126  *
3127  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
3128  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
3129  *
3130  *                     tg->weight * grq->load.weight
3131  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
3132  *                       \Sum grq->load.weight
3133  *
3134  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
3135  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
3136  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
3137  *
3138  * So instead of the above, we substitute:
3139  *
3140  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
3141  *
3142  * which yields the following:
3143  *
3144  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
3145  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
3146  *                             tg->load_avg
3147  *
3148  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
3149  *
3150  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
3151  *
3152  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
3153  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
3154  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
3155  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
3156  * yielding bad latency etc..
3157  *
3158  * Now, in that special case (1) reduces to:
3159  *
3160  *                     tg->weight * grq->load.weight
3161  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
3162  *                         grp->load.weight
3163  *
3164  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
3165  *
3166  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
3167  * UP case, like:
3168  *
3169  *   ge->load.weight =
3170  *
3171  *              tg->weight * grq->load.weight
3172  *     ---------------------------------------------------         (5)
3173  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
3174  *
3175  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
3176  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
3177  *
3178  *
3179  *                     tg->weight * grq->load.weight
3180  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
3181  *                             tg_load_avg'
3182  *
3183  * Where:
3184  *
3185  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
3186  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
3187  *
3188  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
3189  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
3190  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
3191  *
3192  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
3193  *
3194  * hence icky!
3195  */
3196 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
3197 {
3198         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3199         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3200
3201         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3202
3203         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3204
3205         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3206
3207         /* Ensure tg_weight >= load */
3208         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3209         tg_weight += load;
3210
3211         shares = (tg_shares * load);
3212         if (tg_weight)
3213                 shares /= tg_weight;
3214
3215         /*
3216          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3217          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3218          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3219          * the group on a CPU.
3220          *
3221          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3222          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3223          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3224          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3225          * instead of 0.
3226          */
3227         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3228 }
3229 #endif /* CONFIG_SMP */
3230
3231 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3232
3233 /*
3234  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3235  * runqueue.
3236  */
3237 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3238 {
3239         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3240         long shares;
3241
3242         if (!gcfs_rq)
3243                 return;
3244
3245         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3246                 return;
3247
3248 #ifndef CONFIG_SMP
3249         shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3250
3251         if (likely(se->load.weight == shares))
3252                 return;
3253 #else
3254         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3255 #endif
3256
3257         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
3258 }
3259
3260 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3261 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3262 {
3263 }
3264 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3265
3266 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3267 {
3268         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3269
3270         if (&rq->cfs == cfs_rq) {
3271                 /*
3272                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3273                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3274                  * a real problem.
3275                  *
3276                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3277                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3278                  * number include things like RT tasks.
3279                  *
3280                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3281                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3282                  *
3283                  * See cpu_util().
3284                  */
3285                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3286         }
3287 }
3288
3289 #ifdef CONFIG_SMP
3290 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3291 /*
3292  * Because list_add_leaf_cfs_rq always places a child cfs_rq on the list
3293  * immediately before a parent cfs_rq, and cfs_rqs are removed from the list
3294  * bottom-up, we only have to test whether the cfs_rq before us on the list
3295  * is our child.
3296  * If cfs_rq is not on the list, test whether a child needs its to be added to
3297  * connect a branch to the tree  * (see list_add_leaf_cfs_rq() for details).
3298  */
3299 static inline bool child_cfs_rq_on_list(struct cfs_rq *cfs_rq)
3300 {
3301         struct cfs_rq *prev_cfs_rq;
3302         struct list_head *prev;
3303
3304         if (cfs_rq->on_list) {
3305                 prev = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
3306         } else {
3307                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3308
3309                 prev = rq->tmp_alone_branch;
3310         }
3311
3312         prev_cfs_rq = container_of(prev, struct cfs_rq, leaf_cfs_rq_list);
3313
3314         return (prev_cfs_rq->tg->parent == cfs_rq->tg);
3315 }
3316
3317 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
3318 {
3319         if (cfs_rq->load.weight)
3320                 return false;
3321
3322         if (cfs_rq->avg.load_sum)
3323                 return false;
3324
3325         if (cfs_rq->avg.util_sum)
3326                 return false;
3327
3328         if (cfs_rq->avg.runnable_sum)
3329                 return false;
3330
3331         if (child_cfs_rq_on_list(cfs_rq))
3332                 return false;
3333
3334         /*
3335          * _avg must be null when _sum are null because _avg = _sum / divider
3336          * Make sure that rounding and/or propagation of PELT values never
3337          * break this.
3338          */
3339         SCHED_WARN_ON(cfs_rq->avg.load_avg ||
3340                       cfs_rq->avg.util_avg ||
3341                       cfs_rq->avg.runnable_avg);
3342
3343         return true;
3344 }
3345
3346 /**
3347  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3348  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3349  *
3350  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3351  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3352  * considerations.
3353  *
3354  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3355  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3356  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3357  *
3358  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3359  */
3360 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3361 {
3362         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3363
3364         /*
3365          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3366          */
3367         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3368                 return;
3369
3370         if (abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3371                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3372                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3373         }
3374 }
3375
3376 /*
3377  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3378  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3379  * including the state of rq->lock, should be made.
3380  */
3381 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3382                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3383 {
3384         u64 p_last_update_time;
3385         u64 n_last_update_time;
3386
3387         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3388                 return;
3389
3390         /*
3391          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3392          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3393          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3394          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3395          * the wakee more load sounds not bad.
3396          */
3397         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3398                 return;
3399
3400 #ifndef CONFIG_64BIT
3401         {
3402                 u64 p_last_update_time_copy;
3403                 u64 n_last_update_time_copy;
3404
3405                 do {
3406                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3407                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3408
3409                         smp_rmb();
3410
3411                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3412                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3413
3414                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3415                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3416         }
3417 #else
3418         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3419         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3420 #endif
3421         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3422         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3423 }
3424
3425 /*
3426  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3427  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3428  * that for each group:
3429  *
3430  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3431  *
3432  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3433  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3434  *
3435  * Per the above update_tg_cfs_util() and update_tg_cfs_runnable() are trivial
3436  * and simply copies the running/runnable sum over (but still wrong, because
3437  * the group entity and group rq do not have their PELT windows aligned).
3438  *
3439  * However, update_tg_cfs_load() is more complex. So we have:
3440  *
3441  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3442  *
3443  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3444  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3445  *
3446  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3447  *
3448  * And per (1) we have:
3449  *
3450  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3451  *
3452  * Which gives:
3453  *
3454  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3455  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3456  *                               grq->load.weight
3457  *
3458  * Except that is wrong!
3459  *
3460  * Because while for entities historical weight is not important and we
3461  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3462  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3463  *
3464  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3465  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3466  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3467  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3468  *
3469  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3470  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3471  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3472  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3473  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3474  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3475  *
3476  * So we'll have to approximate.. :/
3477  *
3478  * Given the constraint:
3479  *
3480  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3481  *
3482  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3483  * overlap.
3484  *
3485  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3486  *
3487  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3488  *
3489  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3490  *
3491  */
3492 static inline void
3493 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3494 {
3495         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3496         u32 divider;
3497
3498         /* Nothing to update */
3499         if (!delta)
3500                 return;
3501
3502         /*
3503          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3504          * See ___update_load_avg() for details.
3505          */
3506         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3507
3508         /* Set new sched_entity's utilization */
3509         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3510         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3511
3512         /* Update parent cfs_rq utilization */
3513         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3514         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * divider;
3515 }
3516
3517 static inline void
3518 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3519 {
3520         long delta = gcfs_rq->avg.runnable_avg - se->avg.runnable_avg;
3521         u32 divider;
3522
3523         /* Nothing to update */
3524         if (!delta)
3525                 return;
3526
3527         /*
3528          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3529          * See ___update_load_avg() for details.
3530          */
3531         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3532
3533         /* Set new sched_entity's runnable */
3534         se->avg.runnable_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg;
3535         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3536
3537         /* Update parent cfs_rq runnable */
3538         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, delta);
3539         cfs_rq->avg.runnable_sum = cfs_rq->avg.runnable_avg * divider;
3540 }
3541
3542 static inline void
3543 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3544 {
3545         long delta, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3546         unsigned long load_avg;
3547         u64 load_sum = 0;
3548         u32 divider;
3549
3550         if (!runnable_sum)
3551                 return;
3552
3553         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3554
3555         /*
3556          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3557          * See ___update_load_avg() for details.
3558          */
3559         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3560
3561         if (runnable_sum >= 0) {
3562                 /*
3563                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3564                  * the CPU is saturated running == runnable.
3565                  */
3566                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3567                 runnable_sum = min_t(long, runnable_sum, divider);
3568         } else {
3569                 /*
3570                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3571                  * assuming all tasks are equally runnable.
3572                  */
3573                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3574                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3575                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3576                 }
3577
3578                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3579                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3580         }
3581
3582         /*
3583          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3584          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3585          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3586          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3587          */
3588         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3589         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3590
3591         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3592         load_avg = div_s64(load_sum, divider);
3593
3594         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3595
3596         delta = load_avg - se->avg.load_avg;
3597         if (!delta)
3598                 return;
3599
3600         se->avg.load_avg = load_avg;
3601
3602         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta);
3603         cfs_rq->avg.load_sum = cfs_rq->avg.load_avg * divider;
3604 }
3605
3606 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3607 {
3608         cfs_rq->propagate = 1;
3609         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3610 }
3611
3612 /* Update task and its cfs_rq load average */
3613 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3614 {
3615         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3616
3617         if (entity_is_task(se))
3618                 return 0;
3619
3620         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3621         if (!gcfs_rq->propagate)
3622                 return 0;
3623
3624         gcfs_rq->propagate = 0;
3625
3626         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3627
3628         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3629
3630         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3631         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3632         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3633
3634         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3635         trace_pelt_se_tp(se);
3636
3637         return 1;
3638 }
3639
3640 /*
3641  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3642  * group_entity:
3643  */
3644 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3645 {
3646         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3647
3648         /*
3649          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3650          * decay it:
3651          */
3652         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3653                 return false;
3654
3655         /*
3656          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3657          * the utilization of the sched_entity:
3658          */
3659         if (gcfs_rq->propagate)
3660                 return false;
3661
3662         /*
3663          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3664          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3665          * waste of time to try to decay it:
3666          */
3667         return true;
3668 }
3669
3670 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3671
3672 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3673
3674 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3675 {
3676         return 0;
3677 }
3678
3679 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3680
3681 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3682
3683 /**
3684  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3685  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3686  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3687  *
3688  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3689  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3690  * post_init_entity_util_avg().
3691  *
3692  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3693  *
3694  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3695  *
3696  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3697  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3698  */
3699 static inline int
3700 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3701 {
3702         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable = 0;
3703         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3704         int decayed = 0;
3705
3706         if (cfs_rq->removed.nr) {
3707                 unsigned long r;
3708                 u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3709
3710                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3711                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3712                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3713                 swap(cfs_rq->removed.runnable_avg, removed_runnable);
3714                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3715                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3716
3717                 r = removed_load;
3718                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3719                 sa->load_sum = sa->load_avg * divider;
3720
3721                 r = removed_util;
3722                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3723                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3724                 /*
3725                  * Because of rounding, se->util_sum might ends up being +1 more than
3726                  * cfs->util_sum. Although this is not a problem by itself, detaching
3727                  * a lot of tasks with the rounding problem between 2 updates of
3728                  * util_avg (~1ms) can make cfs->util_sum becoming null whereas
3729                  * cfs_util_avg is not.
3730                  * Check that util_sum is still above its lower bound for the new
3731                  * util_avg. Given that period_contrib might have moved since the last
3732                  * sync, we are only sure that util_sum must be above or equal to
3733                  *    util_avg * minimum possible divider
3734                  */
3735                 sa->util_sum = max_t(u32, sa->util_sum, sa->util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3736
3737                 r = removed_runnable;
3738                 sub_positive(&sa->runnable_avg, r);
3739                 sa->runnable_sum = sa->runnable_avg * divider;
3740
3741                 /*
3742                  * removed_runnable is the unweighted version of removed_load so we
3743                  * can use it to estimate removed_load_sum.
3744                  */
3745                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq,
3746                         -(long)(removed_runnable * divider) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT);
3747
3748                 decayed = 1;
3749         }
3750
3751         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3752
3753 #ifndef CONFIG_64BIT
3754         smp_wmb();
3755         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3756 #endif
3757
3758         return decayed;
3759 }
3760
3761 /**
3762  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3763  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3764  * @se: sched_entity to attach
3765  *
3766  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3767  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3768  */
3769 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3770 {
3771         /*
3772          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3773          * See ___update_load_avg() for details.
3774          */
3775         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3776
3777         /*
3778          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3779          * window because without that, really weird and wonderful things can
3780          * happen.
3781          *
3782          * XXX illustrate
3783          */
3784         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3785         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3786
3787         /*
3788          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3789          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3790          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3791          * _sum a little.
3792          */
3793         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3794
3795         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3796
3797         se->avg.load_sum = se->avg.load_avg * divider;
3798         if (se_weight(se) < se->avg.load_sum)
3799                 se->avg.load_sum = div_u64(se->avg.load_sum, se_weight(se));
3800         else
3801                 se->avg.load_sum = 1;
3802
3803         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3804         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3805         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3806         cfs_rq->avg.runnable_avg += se->avg.runnable_avg;
3807         cfs_rq->avg.runnable_sum += se->avg.runnable_sum;
3808
3809         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3810
3811         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3812
3813         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3814 }
3815
3816 /**
3817  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3818  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3819  * @se: sched_entity to detach
3820  *
3821  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3822  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3823  */
3824 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3825 {
3826         /*
3827          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3828          * See ___update_load_avg() for details.
3829          */
3830         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3831
3832         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3833         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3834         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * divider;
3835         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, se->avg.runnable_avg);
3836         cfs_rq->avg.runnable_sum = cfs_rq->avg.runnable_avg * divider;
3837
3838         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3839
3840         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3841
3842         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3843 }
3844
3845 /*
3846  * Optional action to be done while updating the load average
3847  */
3848 #define UPDATE_TG       0x1
3849 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3850 #define DO_ATTACH       0x4
3851
3852 /* Update task and its cfs_rq load average */
3853 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3854 {
3855         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
3856         int decayed;
3857
3858         /*
3859          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3860          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3861          */
3862         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3863                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
3864
3865         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3866         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3867
3868         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3869
3870                 /*
3871                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3872                  * !last_update_time means we've passed through
3873                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3874                  *
3875                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3876                  */
3877                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3878                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
3879
3880         } else if (decayed) {
3881                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3882
3883                 if (flags & UPDATE_TG)
3884                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
3885         }
3886 }
3887
3888 #ifndef CONFIG_64BIT
3889 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3890 {
3891         u64 last_update_time_copy;
3892         u64 last_update_time;
3893
3894         do {
3895                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3896                 smp_rmb();
3897                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3898         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3899
3900         return last_update_time;
3901 }
3902 #else
3903 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3904 {
3905         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3906 }
3907 #endif
3908
3909 /*
3910  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3911  * the previous rq.
3912  */
3913 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3914 {
3915         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3916         u64 last_update_time;
3917
3918         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3919         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
3920 }
3921
3922 /*
3923  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3924  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3925  */
3926 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3927 {
3928         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3929         unsigned long flags;
3930
3931         /*
3932          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3933          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3934          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3935          */
3936
3937         sync_entity_load_avg(se);
3938
3939         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3940         ++cfs_rq->removed.nr;
3941         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3942         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3943         cfs_rq->removed.runnable_avg    += se->avg.runnable_avg;
3944         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3945 }
3946
3947 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3948 {
3949         return cfs_rq->avg.runnable_avg;
3950 }
3951
3952 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3953 {
3954         return cfs_rq->avg.load_avg;
3955 }
3956
3957 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3958
3959 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3960 {
3961         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3962 }
3963
3964 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3965 {
3966         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3967
3968         return max(ue.ewma, (ue.enqueued & ~UTIL_AVG_UNCHANGED));
3969 }
3970
3971 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3972 {
3973         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3974 }
3975
3976 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
3977 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3978 {
3979         return clamp(task_util_est(p),
3980                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN),
3981                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
3982 }
3983 #else
3984 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3985 {
3986         return task_util_est(p);
3987 }
3988 #endif
3989
3990 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3991                                     struct task_struct *p)
3992 {
3993         unsigned int enqueued;
3994
3995         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3996                 return;
3997
3998         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3999         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
4000         enqueued += _task_util_est(p);
4001         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
4002
4003         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4004 }
4005
4006 static inline void util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq,
4007                                     struct task_struct *p)
4008 {
4009         unsigned int enqueued;
4010
4011         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4012                 return;
4013
4014         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
4015         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
4016         enqueued -= min_t(unsigned int, enqueued, _task_util_est(p));
4017         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
4018
4019         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4020 }
4021
4022 #define UTIL_EST_MARGIN (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)
4023
4024 /*
4025  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
4026  * based on the observation that:
4027  *
4028  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
4029  *
4030  * NOTE: this only works when value + margin < INT_MAX.
4031  */
4032 static inline bool within_margin(int value, int margin)
4033 {
4034         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
4035 }
4036
4037 static inline void util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq,
4038                                    struct task_struct *p,
4039                                    bool task_sleep)
4040 {
4041         long last_ewma_diff, last_enqueued_diff;
4042         struct util_est ue;
4043
4044         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4045                 return;
4046
4047         /*
4048          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
4049          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
4050          */
4051         if (!task_sleep)
4052                 return;
4053
4054         /*
4055          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
4056          * skip the util_est update.
4057          */
4058         ue = p->se.avg.util_est;
4059         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
4060                 return;
4061
4062         last_enqueued_diff = ue.enqueued;
4063
4064         /*
4065          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
4066          * to smooth utilization decreases.
4067          */
4068         ue.enqueued = task_util(p);
4069         if (sched_feat(UTIL_EST_FASTUP)) {
4070                 if (ue.ewma < ue.enqueued) {
4071                         ue.ewma = ue.enqueued;
4072                         goto done;
4073                 }
4074         }
4075
4076         /*
4077          * Skip update of task's estimated utilization when its members are
4078          * already ~1% close to its last activation value.
4079          */
4080         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
4081         last_enqueued_diff -= ue.enqueued;
4082         if (within_margin(last_ewma_diff, UTIL_EST_MARGIN)) {
4083                 if (!within_margin(last_enqueued_diff, UTIL_EST_MARGIN))
4084                         goto done;
4085
4086                 return;
4087         }
4088
4089         /*
4090          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
4091          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
4092          */
4093         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu_of(rq_of(cfs_rq))))
4094                 return;
4095
4096         /*
4097          * Update Task's estimated utilization
4098          *
4099          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
4100          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
4101          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
4102          * Weighted Moving Average (EWMA):
4103          *
4104          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
4105          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
4106          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
4107          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
4108          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
4109          *
4110          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
4111          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
4112          */
4113         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4114         ue.ewma  += last_ewma_diff;
4115         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4116 done:
4117         ue.enqueued |= UTIL_AVG_UNCHANGED;
4118         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
4119
4120         trace_sched_util_est_se_tp(&p->se);
4121 }
4122
4123 static inline int util_fits_cpu(unsigned long util,
4124                                 unsigned long uclamp_min,
4125                                 unsigned long uclamp_max,
4126                                 int cpu)
4127 {
4128         unsigned long capacity_orig, capacity_orig_thermal;
4129         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
4130         bool fits, uclamp_max_fits;
4131
4132         /*
4133          * Check if the real util fits without any uclamp boost/cap applied.
4134          */
4135         fits = fits_capacity(util, capacity);
4136
4137         if (!uclamp_is_used())
4138                 return fits;
4139
4140         /*
4141          * We must use capacity_orig_of() for comparing against uclamp_min and
4142          * uclamp_max. We only care about capacity pressure (by using
4143          * capacity_of()) for comparing against the real util.
4144          *
4145          * If a task is boosted to 1024 for example, we don't want a tiny
4146          * pressure to skew the check whether it fits a CPU or not.
4147          *
4148          * Similarly if a task is capped to capacity_orig_of(little_cpu), it
4149          * should fit a little cpu even if there's some pressure.
4150          *
4151          * Only exception is for thermal pressure since it has a direct impact
4152          * on available OPP of the system.
4153          *
4154          * We honour it for uclamp_min only as a drop in performance level
4155          * could result in not getting the requested minimum performance level.
4156          *
4157          * For uclamp_max, we can tolerate a drop in performance level as the
4158          * goal is to cap the task. So it's okay if it's getting less.
4159          *
4160          * In case of capacity inversion, which is not handled yet, we should
4161          * honour the inverted capacity for both uclamp_min and uclamp_max all
4162          * the time.
4163          */
4164         capacity_orig = capacity_orig_of(cpu);
4165         capacity_orig_thermal = capacity_orig - arch_scale_thermal_pressure(cpu);
4166
4167         /*
4168          * We want to force a task to fit a cpu as implied by uclamp_max.
4169          * But we do have some corner cases to cater for..
4170          *
4171          *
4172          *                                 C=z
4173          *   |                             ___
4174          *   |                  C=y       |   |
4175          *   |_ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ _ _ _ | _ | _ _ _ _ _  uclamp_max
4176          *   |      C=x        |   |      |   |
4177          *   |      ___        |   |      |   |
4178          *   |     |   |       |   |      |   |    (util somewhere in this region)
4179          *   |     |   |       |   |      |   |
4180          *   |     |   |       |   |      |   |
4181          *   +----------------------------------------
4182          *         cpu0        cpu1       cpu2
4183          *
4184          *   In the above example if a task is capped to a specific performance
4185          *   point, y, then when:
4186          *
4187          *   * util = 80% of x then it does not fit on cpu0 and should migrate
4188          *     to cpu1
4189          *   * util = 80% of y then it is forced to fit on cpu1 to honour
4190          *     uclamp_max request.
4191          *
4192          *   which is what we're enforcing here. A task always fits if
4193          *   uclamp_max <= capacity_orig. But when uclamp_max > capacity_orig,
4194          *   the normal upmigration rules should withhold still.
4195          *
4196          *   Only exception is when we are on max capacity, then we need to be
4197          *   careful not to block overutilized state. This is so because:
4198          *
4199          *     1. There's no concept of capping at max_capacity! We can't go
4200          *        beyond this performance level anyway.
4201          *     2. The system is being saturated when we're operating near
4202          *        max capacity, it doesn't make sense to block overutilized.
4203          */
4204         uclamp_max_fits = (capacity_orig == SCHED_CAPACITY_SCALE) && (uclamp_max == SCHED_CAPACITY_SCALE);
4205         uclamp_max_fits = !uclamp_max_fits && (uclamp_max <= capacity_orig);
4206         fits = fits || uclamp_max_fits;
4207
4208         /*
4209          *
4210          *                                 C=z
4211          *   |                             ___       (region a, capped, util >= uclamp_max)
4212          *   |                  C=y       |   |
4213          *   |_ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ _ _ _ | _ | _ _ _ _ _ uclamp_max
4214          *   |      C=x        |   |      |   |
4215          *   |      ___        |   |      |   |      (region b, uclamp_min <= util <= uclamp_max)
4216          *   |_ _ _|_ _|_ _ _ _| _ | _ _ _| _ | _ _ _ _ _ uclamp_min
4217          *   |     |   |       |   |      |   |
4218          *   |     |   |       |   |      |   |      (region c, boosted, util < uclamp_min)
4219          *   +----------------------------------------
4220          *         cpu0        cpu1       cpu2
4221          *
4222          * a) If util > uclamp_max, then we're capped, we don't care about
4223          *    actual fitness value here. We only care if uclamp_max fits
4224          *    capacity without taking margin/pressure into account.
4225          *    See comment above.
4226          *
4227          * b) If uclamp_min <= util <= uclamp_max, then the normal
4228          *    fits_capacity() rules apply. Except we need to ensure that we
4229          *    enforce we remain within uclamp_max, see comment above.
4230          *
4231          * c) If util < uclamp_min, then we are boosted. Same as (b) but we
4232          *    need to take into account the boosted value fits the CPU without
4233          *    taking margin/pressure into account.
4234          *
4235          * Cases (a) and (b) are handled in the 'fits' variable already. We
4236          * just need to consider an extra check for case (c) after ensuring we
4237          * handle the case uclamp_min > uclamp_max.
4238          */
4239         uclamp_min = min(uclamp_min, uclamp_max);
4240         if (util < uclamp_min && capacity_orig != SCHED_CAPACITY_SCALE)
4241                 fits = fits && (uclamp_min <= capacity_orig_thermal);
4242
4243         return fits;
4244 }
4245
4246 static inline int task_fits_cpu(struct task_struct *p, int cpu)
4247 {
4248         unsigned long uclamp_min = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN);
4249         unsigned long uclamp_max = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX);
4250         unsigned long util = task_util_est(p);
4251         return util_fits_cpu(util, uclamp_min, uclamp_max, cpu);
4252 }
4253
4254 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4255 {
4256         if (!sched_asym_cpucap_active())
4257                 return;
4258
4259         if (!p || p->nr_cpus_allowed == 1) {
4260                 rq->misfit_task_load = 0;
4261                 return;
4262         }
4263
4264         if (task_fits_cpu(p, cpu_of(rq))) {
4265                 rq->misfit_task_load = 0;
4266                 return;
4267         }
4268
4269         /*
4270          * Make sure that misfit_task_load will not be null even if
4271          * task_h_load() returns 0.
4272          */
4273         rq->misfit_task_load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
4274 }
4275
4276 #else /* CONFIG_SMP */
4277
4278 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
4279 {
4280         return true;
4281 }
4282
4283 #define UPDATE_TG       0x0
4284 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
4285 #define DO_ATTACH       0x0
4286
4287 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
4288 {
4289         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4290 }
4291
4292 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
4293
4294 static inline void
4295 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4296 static inline void
4297 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4298
4299 static inline int newidle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
4300 {
4301         return 0;
4302 }
4303
4304 static inline void
4305 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4306
4307 static inline void
4308 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4309
4310 static inline void
4311 util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
4312                 bool task_sleep) {}
4313 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
4314
4315 #endif /* CONFIG_SMP */
4316
4317 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4318 {
4319 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4320         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
4321
4322         if (d < 0)
4323                 d = -d;
4324
4325         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
4326                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
4327 #endif
4328 }
4329
4330 static void
4331 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
4332 {
4333         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4334
4335         /*
4336          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
4337          * however the extra weight of the new task will slow them down a
4338          * little, place the new task so that it fits in the slot that
4339          * stays open at the end.
4340          */
4341         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
4342                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
4343
4344         /* sleeps up to a single latency don't count. */
4345         if (!initial) {
4346                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
4347
4348                 /*
4349                  * Halve their sleep time's effect, to allow
4350                  * for a gentler effect of sleepers:
4351                  */
4352                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
4353                         thresh >>= 1;
4354
4355                 vruntime -= thresh;
4356         }
4357
4358         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
4359         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
4360 }
4361
4362 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
4363
4364 static inline void check_schedstat_required(void)
4365 {
4366 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4367         if (schedstat_enabled())
4368                 return;
4369
4370         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
4371         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
4372                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
4373                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
4374                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
4375                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
4376                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
4377                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
4378                              "kernel parameter schedstats=enable or "
4379                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
4380         }
4381 #endif
4382 }
4383
4384 static inline bool cfs_bandwidth_used(void);
4385
4386 /*
4387  * MIGRATION
4388  *
4389  *      dequeue
4390  *        update_curr()
4391  *          update_min_vruntime()
4392  *        vruntime -= min_vruntime
4393  *
4394  *      enqueue
4395  *        update_curr()
4396  *          update_min_vruntime()
4397  *        vruntime += min_vruntime
4398  *
4399  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
4400  * min_vruntime are up-to-date.
4401  *
4402  * WAKEUP (remote)
4403  *
4404  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
4405  *        vruntime -= min_vruntime
4406  *
4407  *      enqueue
4408  *        update_curr()
4409  *          update_min_vruntime()
4410  *        vruntime += min_vruntime
4411  *
4412  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
4413  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
4414  */
4415
4416 static void
4417 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4418 {
4419         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
4420         bool curr = cfs_rq->curr == se;
4421
4422         /*
4423          * If we're the current task, we must renormalise before calling
4424          * update_curr().
4425          */
4426         if (renorm && curr)
4427                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4428
4429         update_curr(cfs_rq);
4430
4431         /*
4432          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
4433          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
4434          * placed in the past could significantly boost this task to the
4435          * fairness detriment of existing tasks.
4436          */
4437         if (renorm && !curr)
4438                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4439
4440         /*
4441          * When enqueuing a sched_entity, we must:
4442          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4443          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
4444          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
4445          *     its group cfs_rq
4446          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
4447          */
4448         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
4449         se_update_runnable(se);
4450         update_cfs_group(se);
4451         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
4452
4453         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4454                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4455
4456         check_schedstat_required();
4457         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
4458         check_spread(cfs_rq, se);
4459         if (!curr)
4460                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4461         se->on_rq = 1;
4462
4463         /*
4464          * When bandwidth control is enabled, cfs might have been removed
4465          * because of a parent been throttled but cfs->nr_running > 1. Try to
4466          * add it unconditionally.
4467          */
4468         if (cfs_rq->nr_running == 1 || cfs_bandwidth_used())
4469                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4470
4471         if (cfs_rq->nr_running == 1)
4472                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4473 }
4474
4475 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4476 {
4477         for_each_sched_entity(se) {
4478                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4479                 if (cfs_rq->last != se)
4480                         break;
4481
4482                 cfs_rq->last = NULL;
4483         }
4484 }
4485
4486 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4487 {
4488         for_each_sched_entity(se) {
4489                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4490                 if (cfs_rq->next != se)
4491                         break;
4492
4493                 cfs_rq->next = NULL;
4494         }
4495 }
4496
4497 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4498 {
4499         for_each_sched_entity(se) {
4500                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4501                 if (cfs_rq->skip != se)
4502                         break;
4503
4504                 cfs_rq->skip = NULL;
4505         }
4506 }
4507
4508 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4509 {
4510         if (cfs_rq->last == se)
4511                 __clear_buddies_last(se);
4512
4513         if (cfs_rq->next == se)
4514                 __clear_buddies_next(se);
4515
4516         if (cfs_rq->skip == se)
4517                 __clear_buddies_skip(se);
4518 }
4519
4520 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4521
4522 static void
4523 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4524 {
4525         /*
4526          * Update run-time statistics of the 'current'.
4527          */
4528         update_curr(cfs_rq);
4529
4530         /*
4531          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4532          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4533          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4534          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4535          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4536          *     of its group cfs_rq.
4537          */
4538         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4539         se_update_runnable(se);
4540
4541         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
4542
4543         clear_buddies(cfs_rq, se);
4544
4545         if (se != cfs_rq->curr)
4546                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4547         se->on_rq = 0;
4548         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4549
4550         /*
4551          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4552          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4553          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4554          * can move min_vruntime forward still more.
4555          */
4556         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4557                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4558
4559         /* return excess runtime on last dequeue */
4560         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4561
4562         update_cfs_group(se);
4563
4564         /*
4565          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4566          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4567          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4568          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4569          */
4570         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4571                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4572 }
4573
4574 /*
4575  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4576  */
4577 static void
4578 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4579 {
4580         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4581         struct sched_entity *se;
4582         s64 delta;
4583
4584         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4585         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4586         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4587                 resched_curr_lazy(rq_of(cfs_rq));
4588                 /*
4589                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4590                  * re-elected due to buddy favours.
4591                  */
4592                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4593                 return;
4594         }
4595
4596         /*
4597          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4598          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4599          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4600          */
4601         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4602                 return;
4603
4604         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4605         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4606
4607         if (delta < 0)
4608                 return;
4609
4610         if (delta > ideal_runtime)
4611                 resched_curr_lazy(rq_of(cfs_rq));
4612 }
4613
4614 static void
4615 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4616 {
4617         clear_buddies(cfs_rq, se);
4618
4619         /* 'current' is not kept within the tree. */
4620         if (se->on_rq) {
4621                 /*
4622                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4623                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4624                  * runqueue.
4625                  */
4626                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4627                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4628                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4629         }
4630
4631         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4632         cfs_rq->curr = se;
4633
4634         /*
4635          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4636          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4637          * when there are only lesser-weight tasks around):
4638          */
4639         if (schedstat_enabled() &&
4640             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4641                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4642                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4643                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4644         }
4645
4646         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4647 }
4648
4649 static int
4650 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4651
4652 /*
4653  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4654  * 1) keep things fair between processes/task groups
4655  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4656  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4657  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4658  */
4659 static struct sched_entity *
4660 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4661 {
4662         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4663         struct sched_entity *se;
4664
4665         /*
4666          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4667          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4668          */
4669         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4670                 left = curr;
4671
4672         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4673
4674         /*
4675          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4676          * be done without getting too unfair.
4677          */
4678         if (cfs_rq->skip && cfs_rq->skip == se) {
4679                 struct sched_entity *second;
4680
4681                 if (se == curr) {
4682                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4683                 } else {
4684                         second = __pick_next_entity(se);
4685                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4686                                 second = curr;
4687                 }
4688
4689                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4690                         se = second;
4691         }
4692
4693         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1) {
4694                 /*
4695                  * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4696                  */
4697                 se = cfs_rq->next;
4698         } else if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1) {
4699                 /*
4700                  * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4701                  */
4702                 se = cfs_rq->last;
4703         }
4704
4705         return se;
4706 }
4707
4708 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4709
4710 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4711 {
4712         /*
4713          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4714          * was not called and update_curr() has to be done:
4715          */
4716         if (prev->on_rq)
4717                 update_curr(cfs_rq);
4718
4719         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4720         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4721
4722         check_spread(cfs_rq, prev);
4723
4724         if (prev->on_rq) {
4725                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4726                 /* Put 'current' back into the tree. */
4727                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4728                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4729                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4730         }
4731         cfs_rq->curr = NULL;
4732 }
4733
4734 static void
4735 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4736 {
4737         /*
4738          * Update run-time statistics of the 'current'.
4739          */
4740         update_curr(cfs_rq);
4741
4742         /*
4743          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4744          */
4745         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4746         update_cfs_group(curr);
4747
4748 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4749         /*
4750          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4751          * validating it and just reschedule.
4752          */
4753         if (queued) {
4754                 resched_curr_lazy(rq_of(cfs_rq));
4755                 return;
4756         }
4757         /*
4758          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4759          */
4760         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4761                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4762                 return;
4763 #endif
4764
4765         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4766                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4767 }
4768
4769
4770 /**************************************************
4771  * CFS bandwidth control machinery
4772  */
4773
4774 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4775
4776 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4777 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4778
4779 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4780 {
4781         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4782 }
4783
4784 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4785 {
4786         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4787 }
4788
4789 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4790 {
4791         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4792 }
4793 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4794 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4795 {
4796         return true;
4797 }
4798
4799 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4800 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4801 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4802
4803 /*
4804  * default period for cfs group bandwidth.
4805  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4806  */
4807 static inline u64 default_cfs_period(void)
4808 {
4809         return 100000000ULL;
4810 }
4811
4812 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4813 {
4814         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4815 }
4816
4817 /*
4818  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
4819  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
4820  * around rq->lock.
4821  *
4822  * requires cfs_b->lock
4823  */
4824 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4825 {
4826         if (unlikely(cfs_b->quota == RUNTIME_INF))
4827                 return;
4828
4829         cfs_b->runtime += cfs_b->quota;
4830         cfs_b->runtime = min(cfs_b->runtime, cfs_b->quota + cfs_b->burst);
4831 }
4832
4833 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4834 {
4835         return &tg->cfs_bandwidth;
4836 }
4837
4838 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4839 static int __assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4840                                    struct cfs_rq *cfs_rq, u64 target_runtime)
4841 {
4842         u64 min_amount, amount = 0;
4843
4844         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4845
4846         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4847         min_amount = target_runtime - cfs_rq->runtime_remaining;
4848
4849         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4850                 amount = min_amount;
4851         else {
4852                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4853
4854                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4855                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4856                         cfs_b->runtime -= amount;
4857                         cfs_b->idle = 0;
4858                 }
4859         }
4860
4861         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4862
4863         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4864 }
4865
4866 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4867 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4868 {
4869         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4870         int ret;
4871
4872         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4873         ret = __assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, sched_cfs_bandwidth_slice());
4874         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4875
4876         return ret;
4877 }
4878
4879 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4880 {
4881         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4882         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4883
4884         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4885                 return;
4886
4887         if (cfs_rq->throttled)
4888                 return;
4889         /*
4890          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4891          * hierarchy can be throttled
4892          */
4893         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4894                 resched_curr_lazy(rq_of(cfs_rq));
4895 }
4896
4897 static __always_inline
4898 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4899 {
4900         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4901                 return;
4902
4903         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4904 }
4905
4906 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4907 {
4908         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4909 }
4910
4911 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4912 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4913 {
4914         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4915 }
4916
4917 /*
4918  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4919  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4920  * load-balance operations.
4921  */
4922 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4923                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4924 {
4925         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4926
4927         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4928         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4929
4930         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4931                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4932 }
4933
4934 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4935 {
4936         struct rq *rq = data;
4937         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4938
4939         cfs_rq->throttle_count--;
4940         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4941                 cfs_rq->throttled_clock_pelt_time += rq_clock_pelt(rq) -
4942                                              cfs_rq->throttled_clock_pelt;
4943
4944                 /* Add cfs_rq with load or one or more already running entities to the list */
4945                 if (!cfs_rq_is_decayed(cfs_rq) || cfs_rq->nr_running)
4946                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4947         }
4948
4949         return 0;
4950 }
4951
4952 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4953 {
4954         struct rq *rq = data;
4955         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4956
4957         /* group is entering throttled state, stop time */
4958         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4959                 cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(rq);
4960                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4961         }
4962         cfs_rq->throttle_count++;
4963
4964         return 0;
4965 }
4966
4967 static bool throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4968 {
4969         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4970         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4971         struct sched_entity *se;
4972         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4973
4974         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4975         /* This will start the period timer if necessary */
4976         if (__assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, 1)) {
4977                 /*
4978                  * We have raced with bandwidth becoming available, and if we
4979                  * actually throttled the timer might not unthrottle us for an
4980                  * entire period. We additionally needed to make sure that any
4981                  * subsequent check_cfs_rq_runtime calls agree not to throttle
4982                  * us, as we may commit to do cfs put_prev+pick_next, so we ask
4983                  * for 1ns of runtime rather than just check cfs_b.
4984                  */
4985                 dequeue = 0;
4986         } else {
4987                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list,
4988                                   &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4989         }
4990         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4991
4992         if (!dequeue)
4993                 return false;  /* Throttle no longer required. */
4994
4995         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4996
4997         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4998         rcu_read_lock();
4999         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
5000         rcu_read_unlock();
5001
5002         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5003         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
5004         for_each_sched_entity(se) {
5005                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5006                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
5007                 if (!se->on_rq)
5008                         goto done;
5009
5010                 dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
5011
5012                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5013                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5014
5015                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
5016                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
5017
5018                 if (qcfs_rq->load.weight) {
5019                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5020                         se = parent_entity(se);
5021                         break;
5022                 }
5023         }
5024
5025         for_each_sched_entity(se) {
5026                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5027                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
5028                 if (!se->on_rq)
5029                         goto done;
5030
5031                 update_load_avg(qcfs_rq, se, 0);
5032                 se_update_runnable(se);
5033
5034                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5035                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5036
5037                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
5038                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
5039         }
5040
5041         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5042         sub_nr_running(rq, task_delta);
5043
5044 done:
5045         /*
5046          * Note: distribution will already see us throttled via the
5047          * throttled-list.  rq->lock protects completion.
5048          */
5049         cfs_rq->throttled = 1;
5050         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
5051         return true;
5052 }
5053
5054 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5055 {
5056         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5057         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5058         struct sched_entity *se;
5059         long task_delta, idle_task_delta;
5060
5061         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5062
5063         cfs_rq->throttled = 0;
5064
5065         update_rq_clock(rq);
5066
5067         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5068         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
5069         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
5070         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5071
5072         /* update hierarchical throttle state */
5073         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
5074
5075         /* Nothing to run but something to decay (on_list)? Complete the branch */
5076         if (!cfs_rq->load.weight) {
5077                 if (cfs_rq->on_list)
5078                         goto unthrottle_throttle;
5079                 return;
5080         }
5081
5082         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5083         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
5084         for_each_sched_entity(se) {
5085                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5086
5087                 if (se->on_rq)
5088                         break;
5089                 enqueue_entity(qcfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
5090
5091                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5092                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5093
5094                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
5095                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
5096
5097                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5098                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
5099                         goto unthrottle_throttle;
5100         }
5101
5102         for_each_sched_entity(se) {
5103                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5104
5105                 update_load_avg(qcfs_rq, se, UPDATE_TG);
5106                 se_update_runnable(se);
5107
5108                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5109                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5110
5111                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
5112                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
5113
5114                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5115                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
5116                         goto unthrottle_throttle;
5117
5118                 /*
5119                  * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
5120                  * list. Add it back to not break the leaf list.
5121                  */
5122                 if (throttled_hierarchy(qcfs_rq))
5123                         list_add_leaf_cfs_rq(qcfs_rq);
5124         }
5125
5126         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5127         add_nr_running(rq, task_delta);
5128
5129 unthrottle_throttle:
5130         /*
5131          * The cfs_rq_throttled() breaks in the above iteration can result in
5132          * incomplete leaf list maintenance, resulting in triggering the
5133          * assertion below.
5134          */
5135         for_each_sched_entity(se) {
5136                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5137
5138                 if (list_add_leaf_cfs_rq(qcfs_rq))
5139                         break;
5140         }
5141
5142         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5143
5144         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
5145         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
5146                 resched_curr(rq);
5147 }
5148
5149 static void distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5150 {
5151         struct cfs_rq *cfs_rq;
5152         u64 runtime, remaining = 1;
5153
5154         rcu_read_lock();
5155         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
5156                                 throttled_list) {
5157                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5158                 struct rq_flags rf;
5159
5160                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5161                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5162                         goto next;
5163
5164                 /* By the above check, this should never be true */
5165                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
5166
5167                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5168                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
5169                 if (runtime > cfs_b->runtime)
5170                         runtime = cfs_b->runtime;
5171                 cfs_b->runtime -= runtime;
5172                 remaining = cfs_b->runtime;
5173                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5174
5175                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
5176
5177                 /* we check whether we're throttled above */
5178                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
5179                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5180
5181 next:
5182                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5183
5184                 if (!remaining)
5185                         break;
5186         }
5187         rcu_read_unlock();
5188 }
5189
5190 /*
5191  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
5192  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
5193  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
5194  * used to track this state.
5195  */
5196 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
5197 {
5198         int throttled;
5199
5200         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
5201         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
5202                 goto out_deactivate;
5203
5204         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5205         cfs_b->nr_periods += overrun;
5206
5207         /* Refill extra burst quota even if cfs_b->idle */
5208         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
5209
5210         /*
5211          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
5212          * we're going inactive then everything else can be deferred
5213          */
5214         if (cfs_b->idle && !throttled)
5215                 goto out_deactivate;
5216
5217         if (!throttled) {
5218                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
5219                 cfs_b->idle = 1;
5220                 return 0;
5221         }
5222
5223         /* account preceding periods in which throttling occurred */
5224         cfs_b->nr_throttled += overrun;
5225
5226         /*
5227          * This check is repeated as we release cfs_b->lock while we unthrottle.
5228          */
5229         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
5230                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5231                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
5232                 distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5233                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5234
5235                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5236         }
5237
5238         /*
5239          * While we are ensured activity in the period following an
5240          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
5241          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
5242          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
5243          */
5244         cfs_b->idle = 0;
5245
5246         return 0;
5247
5248 out_deactivate:
5249         return 1;
5250 }
5251
5252 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
5253 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
5254 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
5255 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
5256 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
5257 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
5258
5259 /*
5260  * Are we near the end of the current quota period?
5261  *
5262  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
5263  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
5264  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
5265  */
5266 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
5267 {
5268         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
5269         s64 remaining;
5270
5271         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
5272         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
5273                 return 1;
5274
5275         /* is a quota refresh about to occur? */
5276         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
5277         if (remaining < (s64)min_expire)
5278                 return 1;
5279
5280         return 0;
5281 }
5282
5283 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5284 {
5285         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
5286
5287         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
5288         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
5289                 return;
5290
5291         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
5292         if (cfs_b->slack_started)
5293                 return;
5294         cfs_b->slack_started = true;
5295
5296         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
5297                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
5298                         HRTIMER_MODE_REL);
5299 }
5300
5301 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
5302 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5303 {
5304         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5305         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
5306
5307         if (slack_runtime <= 0)
5308                 return;
5309
5310         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5311         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
5312                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
5313
5314                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
5315                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
5316                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
5317                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
5318         }
5319         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5320
5321         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
5322         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
5323 }
5324
5325 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5326 {
5327         if (!cfs_bandwidth_used())
5328                 return;
5329
5330         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
5331                 return;
5332
5333         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5334 }
5335
5336 /*
5337  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
5338  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
5339  */
5340 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5341 {
5342         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
5343         unsigned long flags;
5344
5345         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
5346         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5347         cfs_b->slack_started = false;
5348
5349         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
5350                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5351                 return;
5352         }
5353
5354         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
5355                 runtime = cfs_b->runtime;
5356
5357         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5358
5359         if (!runtime)
5360                 return;
5361
5362         distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5363 }
5364
5365 /*
5366  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
5367  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
5368  * runtime as update_curr() throttling can not trigger until it's on-rq.
5369  */
5370 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
5371 {
5372         if (!cfs_bandwidth_used())
5373                 return;
5374
5375         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
5376         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
5377                 return;
5378
5379         /* ensure the group is not already throttled */
5380         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5381                 return;
5382
5383         /* update runtime allocation */
5384         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5385         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
5386                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5387 }
5388
5389 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
5390 {
5391         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
5392
5393         if (!cfs_bandwidth_used())
5394                 return;
5395
5396         if (!tg->parent)
5397                 return;
5398
5399         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5400         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
5401
5402         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
5403         cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(cpu_rq(cpu));
5404 }
5405
5406 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
5407 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5408 {
5409         if (!cfs_bandwidth_used())
5410                 return false;
5411
5412         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
5413                 return false;
5414
5415         /*
5416          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
5417          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
5418          */
5419         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5420                 return true;
5421
5422         return throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5423 }
5424
5425 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
5426 {
5427         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5428                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
5429
5430         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
5431
5432         return HRTIMER_NORESTART;
5433 }
5434
5435 extern const u64 max_cfs_quota_period;
5436
5437 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
5438 {
5439         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5440                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
5441         unsigned long flags;
5442         int overrun;
5443         int idle = 0;
5444         int count = 0;
5445
5446         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5447         for (;;) {
5448                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
5449                 if (!overrun)
5450                         break;
5451
5452                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
5453
5454                 if (++count > 3) {
5455                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
5456
5457                         /*
5458                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
5459                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
5460                          * to fail.
5461                          */
5462                         new = old * 2;
5463                         if (new < max_cfs_quota_period) {
5464                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
5465                                 cfs_b->quota *= 2;
5466                                 cfs_b->burst *= 2;
5467
5468                                 pr_warn_ratelimited(
5469         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5470                                         smp_processor_id(),
5471                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
5472                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5473                         } else {
5474                                 pr_warn_ratelimited(
5475         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5476                                         smp_processor_id(),
5477                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
5478                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5479                         }
5480
5481                         /* reset count so we don't come right back in here */
5482                         count = 0;
5483                 }
5484         }
5485         if (idle)
5486                 cfs_b->period_active = 0;
5487         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5488
5489         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
5490 }
5491
5492 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5493 {
5494         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
5495         cfs_b->runtime = 0;
5496         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
5497         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
5498         cfs_b->burst = 0;
5499
5500         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5501         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5502         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
5503         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
5504         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
5505         cfs_b->slack_started = false;
5506 }
5507
5508 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5509 {
5510         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5511         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5512 }
5513
5514 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5515 {
5516         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5517
5518         if (cfs_b->period_active)
5519                 return;
5520
5521         cfs_b->period_active = 1;
5522         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5523         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5524 }
5525
5526 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5527 {
5528         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5529         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5530                 return;
5531
5532         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5533         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5534 }
5535
5536 /*
5537  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5538  *
5539  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5540  * bits doesn't do much.
5541  */
5542
5543 /* cpu online callback */
5544 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5545 {
5546         struct task_group *tg;
5547
5548         lockdep_assert_rq_held(rq);
5549
5550         rcu_read_lock();
5551         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5552                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5553                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5554
5555                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5556                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5557                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5558         }
5559         rcu_read_unlock();
5560 }
5561
5562 /* cpu offline callback */
5563 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5564 {
5565         struct task_group *tg;
5566
5567         lockdep_assert_rq_held(rq);
5568
5569         rcu_read_lock();
5570         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5571                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5572
5573                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5574                         continue;
5575
5576                 /*
5577                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5578                  * there's some valid quota amount
5579                  */
5580                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5581                 /*
5582                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5583                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5584                  */
5585                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5586
5587                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5588                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5589         }
5590         rcu_read_unlock();
5591 }
5592
5593 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5594
5595 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5596 {
5597         return false;
5598 }
5599
5600 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5601 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5602 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5603 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5604 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5605
5606 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5607 {
5608         return 0;
5609 }
5610
5611 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5612 {
5613         return 0;
5614 }
5615
5616 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5617                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5618 {
5619         return 0;
5620 }
5621
5622 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5623
5624 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5625 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5626 #endif
5627
5628 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5629 {
5630         return NULL;
5631 }
5632 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5633 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5634 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5635
5636 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5637
5638 /**************************************************
5639  * CFS operations on tasks:
5640  */
5641
5642 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5643 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5644 {
5645         struct sched_entity *se = &p->se;
5646         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5647
5648         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5649
5650         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5651                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5652                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5653                 s64 delta = slice - ran;
5654
5655                 if (delta < 0) {
5656                         if (task_current(rq, p))
5657                                 resched_curr_lazy(rq);
5658                         return;
5659                 }
5660                 hrtick_start(rq, delta);
5661         }
5662 }
5663
5664 /*
5665  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5666  * current task is from our class and nr_running is low enough
5667  * to matter.
5668  */
5669 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5670 {
5671         struct task_struct *curr = rq->curr;
5672
5673         if (!hrtick_enabled_fair(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5674                 return;
5675
5676         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5677                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5678 }
5679 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5680 static inline void
5681 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5682 {
5683 }
5684
5685 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5686 {
5687 }
5688 #endif
5689
5690 #ifdef CONFIG_SMP
5691 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5692
5693 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5694 {
5695         return !fits_capacity(cpu_util(cpu), capacity_of(cpu));
5696 }
5697
5698 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5699 {
5700         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5701                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5702                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5703         }
5704 }
5705 #else
5706 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5707 #endif
5708
5709 /* Runqueue only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5710 static int sched_idle_rq(struct rq *rq)
5711 {
5712         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5713                         rq->nr_running);
5714 }
5715
5716 #ifdef CONFIG_SMP
5717 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5718 {
5719         return sched_idle_rq(cpu_rq(cpu));
5720 }
5721 #endif
5722
5723 /*
5724  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5725  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5726  * then put the task into the rbtree:
5727  */
5728 static void
5729 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5730 {
5731         struct cfs_rq *cfs_rq;
5732         struct sched_entity *se = &p->se;
5733         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5734         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
5735
5736         /*
5737          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5738          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5739          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5740          * estimated utilization, before we update schedutil.
5741          */
5742         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5743
5744         /*
5745          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5746          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5747          * passed.
5748          */
5749         if (p->in_iowait)
5750                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5751
5752         for_each_sched_entity(se) {
5753                 if (se->on_rq)
5754                         break;
5755                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5756                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5757
5758                 cfs_rq->h_nr_running++;
5759                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5760
5761                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5762                         idle_h_nr_running = 1;
5763
5764                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5765                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5766                         goto enqueue_throttle;
5767
5768                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5769         }
5770
5771         for_each_sched_entity(se) {
5772                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5773
5774                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5775                 se_update_runnable(se);
5776                 update_cfs_group(se);
5777
5778                 cfs_rq->h_nr_running++;
5779                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5780
5781                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5782                         idle_h_nr_running = 1;
5783
5784                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5785                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5786                         goto enqueue_throttle;
5787
5788                /*
5789                 * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
5790                 * list. Add it back to not break the leaf list.
5791                 */
5792                if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5793                        list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5794         }
5795
5796         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5797         add_nr_running(rq, 1);
5798
5799         /*
5800          * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5801          * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5802          * ability to cross the overutilized threshold, which will
5803          * result in the load balancer ruining all the task placement
5804          * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5805          * for the first enqueue operation of new tasks during the
5806          * overutilized flag detection.
5807          *
5808          * A better way of solving this problem would be to wait for
5809          * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5810          * into account, but that is not straightforward to implement,
5811          * and the following generally works well enough in practice.
5812          */
5813         if (!task_new)
5814                 update_overutilized_status(rq);
5815
5816 enqueue_throttle:
5817         if (cfs_bandwidth_used()) {
5818                 /*
5819                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5820                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5821                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5822                  * below.
5823                  */
5824                 for_each_sched_entity(se) {
5825                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5826
5827                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5828                                 break;
5829                 }
5830         }
5831
5832         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5833
5834         hrtick_update(rq);
5835 }
5836
5837 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5838
5839 /*
5840  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5841  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5842  * update the fair scheduling stats:
5843  */
5844 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5845 {
5846         struct cfs_rq *cfs_rq;
5847         struct sched_entity *se = &p->se;
5848         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5849         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5850         bool was_sched_idle = sched_idle_rq(rq);
5851
5852         util_est_dequeue(&rq->cfs, p);
5853
5854         for_each_sched_entity(se) {
5855                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5856                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5857
5858                 cfs_rq->h_nr_running--;
5859                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5860
5861                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5862                         idle_h_nr_running = 1;
5863
5864                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5865                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5866                         goto dequeue_throttle;
5867
5868                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5869                 if (cfs_rq->load.weight) {
5870                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5871                         se = parent_entity(se);
5872                         /*
5873                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5874                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5875                          */
5876                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5877                                 set_next_buddy(se);
5878                         break;
5879                 }
5880                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5881         }
5882
5883         for_each_sched_entity(se) {
5884                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5885
5886                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5887                 se_update_runnable(se);
5888                 update_cfs_group(se);
5889
5890                 cfs_rq->h_nr_running--;
5891                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5892
5893                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5894                         idle_h_nr_running = 1;
5895
5896                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5897                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5898                         goto dequeue_throttle;
5899
5900         }
5901
5902         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5903         sub_nr_running(rq, 1);
5904
5905         /* balance early to pull high priority tasks */
5906         if (unlikely(!was_sched_idle && sched_idle_rq(rq)))
5907                 rq->next_balance = jiffies;
5908
5909 dequeue_throttle:
5910         util_est_update(&rq->cfs, p, task_sleep);
5911         hrtick_update(rq);
5912 }
5913
5914 #ifdef CONFIG_SMP
5915
5916 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5917 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5918 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5919
5920 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5921
5922 static struct {
5923         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5924         atomic_t nr_cpus;
5925         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5926         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5927         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5928 } nohz ____cacheline_aligned;
5929
5930 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5931
5932 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
5933 {
5934         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
5935 }
5936
5937 /*
5938  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
5939  * @cpu: the CPU which load is requested
5940  * @p: the task which load should be discounted
5941  *
5942  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
5943  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
5944  * CPU.
5945  *
5946  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
5947  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
5948  * load.
5949  */
5950 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5951 {
5952         struct cfs_rq *cfs_rq;
5953         unsigned int load;
5954
5955         /* Task has no contribution or is new */
5956         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5957                 return cpu_load(rq);
5958
5959         cfs_rq = &rq->cfs;
5960         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
5961
5962         /* Discount task's util from CPU's util */
5963         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
5964
5965         return load;
5966 }
5967
5968 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq)
5969 {
5970         return cfs_rq_runnable_avg(&rq->cfs);
5971 }
5972
5973 static unsigned long cpu_runnable_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5974 {
5975         struct cfs_rq *cfs_rq;
5976         unsigned int runnable;
5977
5978         /* Task has no contribution or is new */
5979         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5980                 return cpu_runnable(rq);
5981
5982         cfs_rq = &rq->cfs;
5983         runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
5984
5985         /* Discount task's runnable from CPU's runnable */
5986         lsub_positive(&runnable, p->se.avg.runnable_avg);
5987
5988         return runnable;
5989 }
5990
5991 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5992 {
5993         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5994 }
5995
5996 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5997 {
5998         /*
5999          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
6000          * jiffy will not have built up many flips.
6001          */
6002         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
6003                 current->wakee_flips >>= 1;
6004                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
6005         }
6006
6007         if (current->last_wakee != p) {
6008                 current->last_wakee = p;
6009                 current->wakee_flips++;
6010         }
6011 }
6012
6013 /*
6014  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
6015  *
6016  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
6017  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
6018  *
6019  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
6020  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
6021  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
6022  *
6023  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
6024  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
6025  *
6026  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
6027  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
6028  * socket size.
6029  */
6030 static int wake_wide(struct task_struct *p)
6031 {
6032         unsigned int master = current->wakee_flips;
6033         unsigned int slave = p->wakee_flips;
6034         int factor = __this_cpu_read(sd_llc_size);
6035
6036         if (master < slave)
6037                 swap(master, slave);
6038         if (slave < factor || master < slave * factor)
6039                 return 0;
6040         return 1;
6041 }
6042
6043 /*
6044  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
6045  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
6046  * CPU.
6047  *
6048  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
6049  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
6050  *
6051  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
6052  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
6053  *                        for the overloaded case.
6054  */
6055 static int
6056 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6057 {
6058         /*
6059          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
6060          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
6061          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
6062          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
6063          *
6064          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
6065          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
6066          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
6067          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
6068          * on one CPU.
6069          */
6070         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
6071                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
6072
6073         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
6074                 return this_cpu;
6075
6076         if (available_idle_cpu(prev_cpu))
6077                 return prev_cpu;
6078
6079         return nr_cpumask_bits;
6080 }
6081
6082 static int
6083 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6084                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6085 {
6086         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
6087         unsigned long task_load;
6088
6089         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
6090
6091         if (sync) {
6092                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
6093
6094                 if (current_load > this_eff_load)
6095                         return this_cpu;
6096
6097                 this_eff_load -= current_load;
6098         }
6099
6100         task_load = task_h_load(p);
6101
6102         this_eff_load += task_load;
6103         if (sched_feat(WA_BIAS))
6104                 this_eff_load *= 100;
6105         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
6106
6107         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
6108         prev_eff_load -= task_load;
6109         if (sched_feat(WA_BIAS))
6110                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
6111         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
6112
6113         /*
6114          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
6115          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
6116          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
6117          * idle.
6118          */
6119         if (sync)
6120                 prev_eff_load += 1;
6121
6122         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
6123 }
6124
6125 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6126                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6127 {
6128         int target = nr_cpumask_bits;
6129
6130         if (sched_feat(WA_IDLE))
6131                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
6132
6133         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
6134                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
6135
6136         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
6137         if (target == nr_cpumask_bits)
6138                 return prev_cpu;
6139
6140         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
6141         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
6142         return target;
6143 }
6144
6145 static struct sched_group *
6146 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu);
6147
6148 /*
6149  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
6150  */
6151 static int
6152 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
6153 {
6154         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
6155         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
6156         u64 latest_idle_timestamp = 0;
6157         int least_loaded_cpu = this_cpu;
6158         int shallowest_idle_cpu = -1;
6159         int i;
6160
6161         /* Check if we have any choice: */
6162         if (group->group_weight == 1)
6163                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
6164
6165         /* Traverse only the allowed CPUs */
6166         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
6167                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6168
6169                 if (!sched_core_cookie_match(rq, p))
6170                         continue;
6171
6172                 if (sched_idle_cpu(i))
6173                         return i;
6174
6175                 if (available_idle_cpu(i)) {
6176                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
6177                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
6178                                 /*
6179                                  * We give priority to a CPU whose idle state
6180                                  * has the smallest exit latency irrespective
6181                                  * of any idle timestamp.
6182                                  */
6183                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
6184                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6185                                 shallowest_idle_cpu = i;
6186                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
6187                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
6188                                 /*
6189                                  * If equal or no active idle state, then
6190                                  * the most recently idled CPU might have
6191                                  * a warmer cache.
6192                                  */
6193                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6194                                 shallowest_idle_cpu = i;
6195                         }
6196                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
6197                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
6198                         if (load < min_load) {
6199                                 min_load = load;
6200                                 least_loaded_cpu = i;
6201                         }
6202                 }
6203         }
6204
6205         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
6206 }
6207
6208 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6209                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
6210 {
6211         int new_cpu = cpu;
6212
6213         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
6214                 return prev_cpu;
6215
6216         /*
6217          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
6218          * prev_cpu's last_update_time.
6219          */
6220         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
6221                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6222
6223         while (sd) {
6224                 struct sched_group *group;
6225                 struct sched_domain *tmp;
6226                 int weight;
6227
6228                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
6229                         sd = sd->child;
6230                         continue;
6231                 }
6232
6233                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu);
6234                 if (!group) {
6235                         sd = sd->child;
6236                         continue;
6237                 }
6238
6239                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
6240                 if (new_cpu == cpu) {
6241                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
6242                         sd = sd->child;
6243                         continue;
6244                 }
6245
6246                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
6247                 cpu = new_cpu;
6248                 weight = sd->span_weight;
6249                 sd = NULL;
6250                 for_each_domain(cpu, tmp) {
6251                         if (weight <= tmp->span_weight)
6252                                 break;
6253                         if (tmp->flags & sd_flag)
6254                                 sd = tmp;
6255                 }
6256         }
6257
6258         return new_cpu;
6259 }
6260
6261 static inline int __select_idle_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
6262 {
6263         if ((available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu)) &&
6264             sched_cpu_cookie_match(cpu_rq(cpu), p))
6265                 return cpu;
6266
6267         return -1;
6268 }
6269
6270 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6271 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
6272 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
6273
6274 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6275 {
6276         struct sched_domain_shared *sds;
6277
6278         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6279         if (sds)
6280                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
6281 }
6282
6283 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6284 {
6285         struct sched_domain_shared *sds;
6286
6287         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6288         if (sds)
6289                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
6290
6291         return def;
6292 }
6293
6294 /*
6295  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
6296  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
6297  *
6298  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
6299  * state should be fairly cheap.
6300  */
6301 void __update_idle_core(struct rq *rq)
6302 {
6303         int core = cpu_of(rq);
6304         int cpu;
6305
6306         rcu_read_lock();
6307         if (test_idle_cores(core, true))
6308                 goto unlock;
6309
6310         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6311                 if (cpu == core)
6312                         continue;
6313
6314                 if (!available_idle_cpu(cpu))
6315                         goto unlock;
6316         }
6317
6318         set_idle_cores(core, 1);
6319 unlock:
6320         rcu_read_unlock();
6321 }
6322
6323 /*
6324  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
6325  * there are no idle cores left in the system; tracked through
6326  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
6327  */
6328 static int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6329 {
6330         bool idle = true;
6331         int cpu;
6332
6333         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6334                 return __select_idle_cpu(core, p);
6335
6336         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6337                 if (!available_idle_cpu(cpu)) {
6338                         idle = false;
6339                         if (*idle_cpu == -1) {
6340                                 if (sched_idle_cpu(cpu) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
6341                                         *idle_cpu = cpu;
6342                                         break;
6343                                 }
6344                                 continue;
6345                         }
6346                         break;
6347                 }
6348                 if (*idle_cpu == -1 && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6349                         *idle_cpu = cpu;
6350         }
6351
6352         if (idle)
6353                 return core;
6354
6355         cpumask_andnot(cpus, cpus, cpu_smt_mask(core));
6356         return -1;
6357 }
6358
6359 /*
6360  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
6361  */
6362 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6363 {
6364         int cpu;
6365
6366         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
6367                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr) ||
6368                     !cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
6369                         continue;
6370                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6371                         return cpu;
6372         }
6373
6374         return -1;
6375 }
6376
6377 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
6378
6379 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6380 {
6381 }
6382
6383 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6384 {
6385         return def;
6386 }
6387
6388 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6389 {
6390         return __select_idle_cpu(core, p);
6391 }
6392
6393 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6394 {
6395         return -1;
6396 }
6397
6398 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
6399
6400 /*
6401  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
6402  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
6403  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
6404  */
6405 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, bool has_idle_core, int target)
6406 {
6407         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6408         int i, cpu, idle_cpu = -1, nr = INT_MAX;
6409         struct sched_domain_shared *sd_share;
6410         struct rq *this_rq = this_rq();
6411         int this = smp_processor_id();
6412         struct sched_domain *this_sd;
6413         u64 time = 0;
6414
6415         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
6416         if (!this_sd)
6417                 return -1;
6418
6419         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6420
6421         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6422                 u64 avg_cost, avg_idle, span_avg;
6423                 unsigned long now = jiffies;
6424
6425                 /*
6426                  * If we're busy, the assumption that the last idle period
6427                  * predicts the future is flawed; age away the remaining
6428                  * predicted idle time.
6429                  */
6430                 if (unlikely(this_rq->wake_stamp < now)) {
6431                         while (this_rq->wake_stamp < now && this_rq->wake_avg_idle) {
6432                                 this_rq->wake_stamp++;
6433                                 this_rq->wake_avg_idle >>= 1;
6434                         }
6435                 }
6436
6437                 avg_idle = this_rq->wake_avg_idle;
6438                 avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6439
6440                 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6441                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6442                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6443                 else
6444                         nr = 4;
6445
6446                 time = cpu_clock(this);
6447         }
6448
6449         if (sched_feat(SIS_UTIL)) {
6450                 sd_share = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, target));
6451                 if (sd_share) {
6452                         /* because !--nr is the condition to stop scan */
6453                         nr = READ_ONCE(sd_share->nr_idle_scan) + 1;
6454                         /* overloaded LLC is unlikely to have idle cpu/core */
6455                         if (nr == 1)
6456                                 return -1;
6457                 }
6458         }
6459
6460         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target + 1) {
6461                 if (has_idle_core) {
6462                         i = select_idle_core(p, cpu, cpus, &idle_cpu);
6463                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6464                                 return i;
6465
6466                 } else {
6467                         if (!--nr)
6468                                 return -1;
6469                         idle_cpu = __select_idle_cpu(cpu, p);
6470                         if ((unsigned int)idle_cpu < nr_cpumask_bits)
6471                                 break;
6472                 }
6473         }
6474
6475         if (has_idle_core)
6476                 set_idle_cores(target, false);
6477
6478         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6479                 time = cpu_clock(this) - time;
6480
6481                 /*
6482                  * Account for the scan cost of wakeups against the average
6483                  * idle time.
6484                  */
6485                 this_rq->wake_avg_idle -= min(this_rq->wake_avg_idle, time);
6486
6487                 update_avg(&this_sd->avg_scan_cost, time);
6488         }
6489
6490         return idle_cpu;
6491 }
6492
6493 /*
6494  * Scan the asym_capacity domain for idle CPUs; pick the first idle one on which
6495  * the task fits. If no CPU is big enough, but there are idle ones, try to
6496  * maximize capacity.
6497  */
6498 static int
6499 select_idle_capacity(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6500 {
6501         unsigned long task_util, util_min, util_max, best_cap = 0;
6502         int cpu, best_cpu = -1;
6503         struct cpumask *cpus;
6504
6505         cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6506         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6507
6508         task_util = task_util_est(p);
6509         util_min = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN);
6510         util_max = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX);
6511
6512         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6513                 unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
6514
6515                 if (!available_idle_cpu(cpu) && !sched_idle_cpu(cpu))
6516                         continue;
6517                 if (util_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, cpu))
6518                         return cpu;
6519
6520                 if (cpu_cap > best_cap) {
6521                         best_cap = cpu_cap;
6522                         best_cpu = cpu;
6523                 }
6524         }
6525
6526         return best_cpu;
6527 }
6528
6529 static inline bool asym_fits_cpu(unsigned long util,
6530                                  unsigned long util_min,
6531                                  unsigned long util_max,
6532                                  int cpu)
6533 {
6534         if (sched_asym_cpucap_active())
6535                 return util_fits_cpu(util, util_min, util_max, cpu);
6536
6537         return true;
6538 }
6539
6540 /*
6541  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6542  */
6543 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6544 {
6545         bool has_idle_core = false;
6546         struct sched_domain *sd;
6547         unsigned long task_util, util_min, util_max;
6548         int i, recent_used_cpu;
6549
6550         /*
6551          * On asymmetric system, update task utilization because we will check
6552          * that the task fits with cpu's capacity.
6553          */
6554         if (sched_asym_cpucap_active()) {
6555                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6556                 task_util = task_util_est(p);
6557                 util_min = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN);
6558                 util_max = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX);
6559         }
6560
6561         /*
6562          * per-cpu select_idle_mask usage
6563          */
6564         lockdep_assert_irqs_disabled();
6565
6566         if ((available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target)) &&
6567             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, target))
6568                 return target;
6569
6570         /*
6571          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6572          */
6573         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
6574             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)) &&
6575             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, prev))
6576                 return prev;
6577
6578         /*
6579          * Allow a per-cpu kthread to stack with the wakee if the
6580          * kworker thread and the tasks previous CPUs are the same.
6581          * The assumption is that the wakee queued work for the
6582          * per-cpu kthread that is now complete and the wakeup is
6583          * essentially a sync wakeup. An obvious example of this
6584          * pattern is IO completions.
6585          */
6586         if (is_per_cpu_kthread(current) &&
6587             in_task() &&
6588             prev == smp_processor_id() &&
6589             this_rq()->nr_running <= 1 &&
6590             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, prev)) {
6591                 return prev;
6592         }
6593
6594         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6595         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6596         p->recent_used_cpu = prev;
6597         if (recent_used_cpu != prev &&
6598             recent_used_cpu != target &&
6599             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6600             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
6601             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr) &&
6602             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, recent_used_cpu)) {
6603                 return recent_used_cpu;
6604         }
6605
6606         /*
6607          * For asymmetric CPU capacity systems, our domain of interest is
6608          * sd_asym_cpucapacity rather than sd_llc.
6609          */
6610         if (sched_asym_cpucap_active()) {
6611                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, target));
6612                 /*
6613                  * On an asymmetric CPU capacity system where an exclusive
6614                  * cpuset defines a symmetric island (i.e. one unique
6615                  * capacity_orig value through the cpuset), the key will be set
6616                  * but the CPUs within that cpuset will not have a domain with
6617                  * SD_ASYM_CPUCAPACITY. These should follow the usual symmetric
6618                  * capacity path.
6619                  */
6620                 if (sd) {
6621                         i = select_idle_capacity(p, sd, target);
6622                         return ((unsigned)i < nr_cpumask_bits) ? i : target;
6623                 }
6624         }
6625
6626         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6627         if (!sd)
6628                 return target;
6629
6630         if (sched_smt_active()) {
6631                 has_idle_core = test_idle_cores(target, false);
6632
6633                 if (!has_idle_core && cpus_share_cache(prev, target)) {
6634                         i = select_idle_smt(p, sd, prev);
6635                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6636                                 return i;
6637                 }
6638         }
6639
6640         i = select_idle_cpu(p, sd, has_idle_core, target);
6641         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6642                 return i;
6643
6644         return target;
6645 }
6646
6647 /**
6648  * cpu_util - Estimates the amount of capacity of a CPU used by CFS tasks.
6649  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6650  *
6651  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6652  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6653  * (ie cpu_capacity).
6654  *
6655  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6656  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6657  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6658  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6659  * (arch_scale_freq_capacity()).
6660  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6661  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6662  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6663  *
6664  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6665  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6666  * currently RUNNABLE on that CPU.
6667  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6668  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6669  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6670  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6671  *
6672  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6673  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6674  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6675  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6676  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6677  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6678  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6679  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6680  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6681  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6682  *
6683  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6684  */
6685 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6686 {
6687         struct cfs_rq *cfs_rq;
6688         unsigned int util;
6689
6690         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6691         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6692
6693         if (sched_feat(UTIL_EST))
6694                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6695
6696         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6697 }
6698
6699 /*
6700  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6701  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6702  * @p: the task which utilization should be discounted
6703  *
6704  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6705  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6706  * execution on that CPU.
6707  *
6708  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6709  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6710  * contributing to the CPU utilization.
6711  */
6712 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6713 {
6714         struct cfs_rq *cfs_rq;
6715         unsigned int util;
6716
6717         /* Task has no contribution or is new */
6718         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6719                 return cpu_util(cpu);
6720
6721         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6722         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6723
6724         /* Discount task's util from CPU's util */
6725         lsub_positive(&util, task_util(p));
6726
6727         /*
6728          * Covered cases:
6729          *
6730          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6731          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6732          *    and thus we return:
6733          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6734          *
6735          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6736          *    IDLE, then:
6737          *      cpu_util >= task_util
6738          *      cpu_util > util_est (== 0)
6739          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6740          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6741          *
6742          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6743          *      util_est > cpu_util
6744          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6745          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6746          *    considering the expected utilization of tasks already
6747          *    runnable on that CPU.
6748          *
6749          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6750          * covered by the following code when estimated utilization is
6751          * enabled.
6752          */
6753         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6754                 unsigned int estimated =
6755                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6756
6757                 /*
6758                  * Despite the following checks we still have a small window
6759                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6760                  * races with LB's detach_task():
6761                  *
6762                  *   detach_task()
6763                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6764                  *     ---------------------------------- A
6765                  *     deactivate_task()                   \
6766                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6767                  *         util_est_dequeue()              /
6768                  *     ---------------------------------- B
6769                  *
6770                  * The additional check on "current == p" it's required to
6771                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6772                  * reducing the chances for the above race.
6773                  */
6774                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6775                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6776
6777                 util = max(util, estimated);
6778         }
6779
6780         /*
6781          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6782          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6783          * the cpu_util call.
6784          */
6785         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6786 }
6787
6788 /*
6789  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6790  * to @dst_cpu.
6791  */
6792 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6793 {
6794         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6795         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6796
6797         /*
6798          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6799          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6800          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6801          * util_avg should already be correct.
6802          */
6803         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6804                 lsub_positive(&util, task_util(p));
6805         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6806                 util += task_util(p);
6807
6808         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6809                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6810
6811                 /*
6812                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6813                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6814                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6815                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6816                  */
6817                 if (dst_cpu == cpu)
6818                         util_est += _task_util_est(p);
6819
6820                 util = max(util, util_est);
6821         }
6822
6823         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6824 }
6825
6826 /*
6827  * compute_energy(): Estimates the energy that @pd would consume if @p was
6828  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6829  * landscape of @pd's CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6830  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6831  * task.
6832  */
6833 static long
6834 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6835 {
6836         struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6837         unsigned long cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6838         unsigned long max_util = 0, sum_util = 0;
6839         unsigned long _cpu_cap = cpu_cap;
6840         int cpu;
6841
6842         _cpu_cap -= arch_scale_thermal_pressure(cpumask_first(pd_mask));
6843
6844         /*
6845          * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by CPUs
6846          * of another rd if they belong to the same pd. So, account for the
6847          * utilization of these CPUs too by masking pd with cpu_online_mask
6848          * instead of the rd span.
6849          *
6850          * If an entire pd is outside of the current rd, it will not appear in
6851          * its pd list and will not be accounted by compute_energy().
6852          */
6853         for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6854                 unsigned long util_freq = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6855                 unsigned long cpu_util, util_running = util_freq;
6856                 struct task_struct *tsk = NULL;
6857
6858                 /*
6859                  * When @p is placed on @cpu:
6860                  *
6861                  * util_running = max(cpu_util, cpu_util_est) +
6862                  *                max(task_util, _task_util_est)
6863                  *
6864                  * while cpu_util_next is: max(cpu_util + task_util,
6865                  *                             cpu_util_est + _task_util_est)
6866                  */
6867                 if (cpu == dst_cpu) {
6868                         tsk = p;
6869                         util_running =
6870                                 cpu_util_next(cpu, p, -1) + task_util_est(p);
6871                 }
6872
6873                 /*
6874                  * Busy time computation: utilization clamping is not
6875                  * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6876                  * is already enough to scale the EM reported power
6877                  * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6878                  */
6879                 cpu_util = effective_cpu_util(cpu, util_running, cpu_cap,
6880                                               ENERGY_UTIL, NULL);
6881
6882                 sum_util += min(cpu_util, _cpu_cap);
6883
6884                 /*
6885                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6886                  * must be considered since it affects the selection
6887                  * of the performance domain frequency.
6888                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6889                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6890                  */
6891                 cpu_util = effective_cpu_util(cpu, util_freq, cpu_cap,
6892                                               FREQUENCY_UTIL, tsk);
6893                 max_util = max(max_util, min(cpu_util, _cpu_cap));
6894         }
6895
6896         return em_cpu_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util, _cpu_cap);
6897 }
6898
6899 /*
6900  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6901  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6902  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6903  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6904  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6905  *
6906  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6907  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6908  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6909  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6910  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6911  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6912  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6913  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6914  * the best candidates of the performance domain.
6915  *
6916  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6917  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6918  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6919  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6920  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6921  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6922  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6923  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6924  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6925  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6926  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6927  *
6928  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6929  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6930  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6931  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6932  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6933  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6934  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6935  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6936  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6937  */
6938 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6939 {
6940         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6941         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6942         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu, target = -1;
6943         unsigned long cpu_cap, util, base_energy = 0;
6944         struct sched_domain *sd;
6945         struct perf_domain *pd;
6946
6947         rcu_read_lock();
6948         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6949         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6950                 goto unlock;
6951
6952         /*
6953          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6954          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6955          */
6956         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6957         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6958                 sd = sd->parent;
6959         if (!sd)
6960                 goto unlock;
6961
6962         target = prev_cpu;
6963
6964         sync_entity_load_avg(&p->se);
6965         if (!task_util_est(p))
6966                 goto unlock;
6967
6968         for (; pd; pd = pd->next) {
6969                 unsigned long cur_delta, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6970                 bool compute_prev_delta = false;
6971                 unsigned long base_energy_pd;
6972                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6973
6974                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6975                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6976                                 continue;
6977
6978                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6979                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6980                         spare_cap = cpu_cap;
6981                         lsub_positive(&spare_cap, util);
6982
6983                         /*
6984                          * Skip CPUs that cannot satisfy the capacity request.
6985                          * IOW, placing the task there would make the CPU
6986                          * overutilized. Take uclamp into account to see how
6987                          * much capacity we can get out of the CPU; this is
6988                          * aligned with sched_cpu_util().
6989                          */
6990                         util = uclamp_rq_util_with(cpu_rq(cpu), util, p);
6991                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6992                                 continue;
6993
6994                         if (cpu == prev_cpu) {
6995                                 /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6996                                 compute_prev_delta = true;
6997                         } else if (spare_cap > max_spare_cap) {
6998                                 /*
6999                                  * Find the CPU with the maximum spare capacity
7000                                  * in the performance domain.
7001                                  */
7002                                 max_spare_cap = spare_cap;
7003                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
7004                         }
7005                 }
7006
7007                 if (max_spare_cap_cpu < 0 && !compute_prev_delta)
7008                         continue;
7009
7010                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
7011                 base_energy_pd = compute_energy(p, -1, pd);
7012                 base_energy += base_energy_pd;
7013
7014                 /* Evaluate the energy impact of using prev_cpu. */
7015                 if (compute_prev_delta) {
7016                         prev_delta = compute_energy(p, prev_cpu, pd);
7017                         if (prev_delta < base_energy_pd)
7018                                 goto unlock;
7019                         prev_delta -= base_energy_pd;
7020                         best_delta = min(best_delta, prev_delta);
7021                 }
7022
7023                 /* Evaluate the energy impact of using max_spare_cap_cpu. */
7024                 if (max_spare_cap_cpu >= 0) {
7025                         cur_delta = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, pd);
7026                         if (cur_delta < base_energy_pd)
7027                                 goto unlock;
7028                         cur_delta -= base_energy_pd;
7029                         if (cur_delta < best_delta) {
7030                                 best_delta = cur_delta;
7031                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
7032                         }
7033                 }
7034         }
7035         rcu_read_unlock();
7036
7037         /*
7038          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
7039          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
7040          */
7041         if ((prev_delta == ULONG_MAX) ||
7042             (prev_delta - best_delta) > ((prev_delta + base_energy) >> 4))
7043                 target = best_energy_cpu;
7044
7045         return target;
7046
7047 unlock:
7048         rcu_read_unlock();
7049
7050         return target;
7051 }
7052
7053 /*
7054  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
7055  * that have the relevant SD flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
7056  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
7057  *
7058  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
7059  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
7060  *
7061  * Returns the target CPU number.
7062  */
7063 static int
7064 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int wake_flags)
7065 {
7066         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
7067         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
7068         int cpu = smp_processor_id();
7069         int new_cpu = prev_cpu;
7070         int want_affine = 0;
7071         /* SD_flags and WF_flags share the first nibble */
7072         int sd_flag = wake_flags & 0xF;
7073
7074         /*
7075          * required for stable ->cpus_allowed
7076          */
7077         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
7078         if (wake_flags & WF_TTWU) {
7079                 record_wakee(p);
7080
7081                 if (sched_energy_enabled()) {
7082                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
7083                         if (new_cpu >= 0)
7084                                 return new_cpu;
7085                         new_cpu = prev_cpu;
7086                 }
7087
7088                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
7089         }
7090
7091         rcu_read_lock();
7092         for_each_domain(cpu, tmp) {
7093                 /*
7094                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
7095                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
7096                  */
7097                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
7098                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
7099                         if (cpu != prev_cpu)
7100                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
7101
7102                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
7103                         break;
7104                 }
7105
7106                 if (tmp->flags & sd_flag)
7107                         sd = tmp;
7108                 else if (!want_affine)
7109                         break;
7110         }
7111
7112         if (unlikely(sd)) {
7113                 /* Slow path */
7114                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
7115         } else if (wake_flags & WF_TTWU) { /* XXX always ? */
7116                 /* Fast path */
7117                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
7118         }
7119         rcu_read_unlock();
7120
7121         return new_cpu;
7122 }
7123
7124 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
7125
7126 /*
7127  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
7128  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
7129  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
7130  */
7131 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
7132 {
7133         /*
7134          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
7135          * deal with this by subtracting the old and adding the new
7136          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
7137          * the task on the new runqueue.
7138          */
7139         if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
7140                 struct sched_entity *se = &p->se;
7141                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7142                 u64 min_vruntime;
7143
7144 #ifndef CONFIG_64BIT
7145                 u64 min_vruntime_copy;
7146
7147                 do {
7148                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
7149                         smp_rmb();
7150                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
7151                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
7152 #else
7153                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
7154 #endif
7155
7156                 se->vruntime -= min_vruntime;
7157         }
7158
7159         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
7160                 /*
7161                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
7162                  * rq->lock and can modify state directly.
7163                  */
7164                 lockdep_assert_rq_held(task_rq(p));
7165                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
7166
7167         } else {
7168                 /*
7169                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
7170                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
7171                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
7172                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
7173                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
7174                  * sounds not bad.
7175                  */
7176                 remove_entity_load_avg(&p->se);
7177         }
7178
7179         /* Tell new CPU we are migrated */
7180         p->se.avg.last_update_time = 0;
7181
7182         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
7183         p->se.exec_start = 0;
7184
7185         update_scan_period(p, new_cpu);
7186 }
7187
7188 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
7189 {
7190         remove_entity_load_avg(&p->se);
7191 }
7192
7193 static int
7194 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7195 {
7196         if (rq->nr_running)
7197                 return 1;
7198
7199         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
7200 }
7201 #endif /* CONFIG_SMP */
7202
7203 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
7204 {
7205         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
7206
7207         /*
7208          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
7209          * to virtual-time in his units.
7210          *
7211          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
7212          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
7213          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
7214          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
7215          * be smaller, again penalizing the lighter task.
7216          *
7217          * This is especially important for buddies when the leftmost
7218          * task is higher priority than the buddy.
7219          */
7220         return calc_delta_fair(gran, se);
7221 }
7222
7223 /*
7224  * Should 'se' preempt 'curr'.
7225  *
7226  *             |s1
7227  *        |s2
7228  *   |s3
7229  *         g
7230  *      |<--->|c
7231  *
7232  *  w(c, s1) = -1
7233  *  w(c, s2) =  0
7234  *  w(c, s3) =  1
7235  *
7236  */
7237 static int
7238 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
7239 {
7240         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
7241
7242         if (vdiff <= 0)
7243                 return -1;
7244
7245         gran = wakeup_gran(se);
7246         if (vdiff > gran)
7247                 return 1;
7248
7249         return 0;
7250 }
7251
7252 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
7253 {
7254         for_each_sched_entity(se) {
7255                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
7256                         return;
7257                 if (se_is_idle(se))
7258                         return;
7259                 cfs_rq_of(se)->last = se;
7260         }
7261 }
7262
7263 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
7264 {
7265         for_each_sched_entity(se) {
7266                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
7267                         return;
7268                 if (se_is_idle(se))
7269                         return;
7270                 cfs_rq_of(se)->next = se;
7271         }
7272 }
7273
7274 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
7275 {
7276         for_each_sched_entity(se)
7277                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
7278 }
7279
7280 /*
7281  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
7282  */
7283 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
7284 {
7285         struct task_struct *curr = rq->curr;
7286         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
7287         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7288         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
7289         int next_buddy_marked = 0;
7290         int cse_is_idle, pse_is_idle;
7291
7292         if (unlikely(se == pse))
7293                 return;
7294
7295         /*
7296          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
7297          * unconditionally check_preempt_curr() after an enqueue (which may have
7298          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
7299          * next-buddy nomination below.
7300          */
7301         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
7302                 return;
7303
7304         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
7305                 set_next_buddy(pse);
7306                 next_buddy_marked = 1;
7307         }
7308
7309         /*
7310          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
7311          * wake up path.
7312          *
7313          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
7314          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
7315          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
7316          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
7317          * below.
7318          */
7319         if (test_tsk_need_resched(curr))
7320                 return;
7321
7322         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
7323         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
7324             likely(!task_has_idle_policy(p)))
7325                 goto preempt;
7326
7327         /*
7328          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
7329          * is driven by the tick):
7330          */
7331         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
7332                 return;
7333
7334         find_matching_se(&se, &pse);
7335         BUG_ON(!pse);
7336
7337         cse_is_idle = se_is_idle(se);
7338         pse_is_idle = se_is_idle(pse);
7339
7340         /*
7341          * Preempt an idle group in favor of a non-idle group (and don't preempt
7342          * in the inverse case).
7343          */
7344         if (cse_is_idle && !pse_is_idle)
7345                 goto preempt;
7346         if (cse_is_idle != pse_is_idle)
7347                 return;
7348
7349         update_curr(cfs_rq_of(se));
7350         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
7351                 /*
7352                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
7353                  * triggering this preemption.
7354                  */
7355                 if (!next_buddy_marked)
7356                         set_next_buddy(pse);
7357                 goto preempt;
7358         }
7359
7360         return;
7361
7362 preempt:
7363         resched_curr_lazy(rq);
7364         /*
7365          * Only set the backward buddy when the current task is still
7366          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
7367          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
7368          * point, either of which can * drop the rq lock.
7369          *
7370          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
7371          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
7372          */
7373         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
7374                 return;
7375
7376         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
7377                 set_last_buddy(se);
7378 }
7379
7380 #ifdef CONFIG_SMP
7381 static struct task_struct *pick_task_fair(struct rq *rq)
7382 {
7383         struct sched_entity *se;
7384         struct cfs_rq *cfs_rq;
7385
7386 again:
7387         cfs_rq = &rq->cfs;
7388         if (!cfs_rq->nr_running)
7389                 return NULL;
7390
7391         do {
7392                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7393
7394                 /* When we pick for a remote RQ, we'll not have done put_prev_entity() */
7395                 if (curr) {
7396                         if (curr->on_rq)
7397                                 update_curr(cfs_rq);
7398                         else
7399                                 curr = NULL;
7400
7401                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
7402                                 goto again;
7403                 }
7404
7405                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7406                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7407         } while (cfs_rq);
7408
7409         return task_of(se);
7410 }
7411 #endif
7412
7413 struct task_struct *
7414 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7415 {
7416         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7417         struct sched_entity *se;
7418         struct task_struct *p;
7419         int new_tasks;
7420
7421 again:
7422         if (!sched_fair_runnable(rq))
7423                 goto idle;
7424
7425 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7426         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
7427                 goto simple;
7428
7429         /*
7430          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
7431          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
7432          *
7433          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
7434          * hierarchy, only change the part that actually changes.
7435          */
7436
7437         do {
7438                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7439
7440                 /*
7441                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
7442                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
7443                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
7444                  * forget we've ever seen it.
7445                  */
7446                 if (curr) {
7447                         if (curr->on_rq)
7448                                 update_curr(cfs_rq);
7449                         else
7450                                 curr = NULL;
7451
7452                         /*
7453                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
7454                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
7455                          * Therefore the nr_running test will indeed
7456                          * be correct.
7457                          */
7458                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
7459                                 cfs_rq = &rq->cfs;
7460
7461                                 if (!cfs_rq->nr_running)
7462                                         goto idle;
7463
7464                                 goto simple;
7465                         }
7466                 }
7467
7468                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7469                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7470         } while (cfs_rq);
7471
7472         p = task_of(se);
7473
7474         /*
7475          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
7476          * is a different task than we started out with, try and touch the
7477          * least amount of cfs_rqs.
7478          */
7479         if (prev != p) {
7480                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
7481
7482                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
7483                         int se_depth = se->depth;
7484                         int pse_depth = pse->depth;
7485
7486                         if (se_depth <= pse_depth) {
7487                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
7488                                 pse = parent_entity(pse);
7489                         }
7490                         if (se_depth >= pse_depth) {
7491                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
7492                                 se = parent_entity(se);
7493                         }
7494                 }
7495
7496                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
7497                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7498         }
7499
7500         goto done;
7501 simple:
7502 #endif
7503         if (prev)
7504                 put_prev_task(rq, prev);
7505
7506         do {
7507                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
7508                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7509                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7510         } while (cfs_rq);
7511
7512         p = task_of(se);
7513
7514 done: __maybe_unused;
7515 #ifdef CONFIG_SMP
7516         /*
7517          * Move the next running task to the front of
7518          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
7519          * one.
7520          */
7521         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
7522 #endif
7523
7524         if (hrtick_enabled_fair(rq))
7525                 hrtick_start_fair(rq, p);
7526
7527         update_misfit_status(p, rq);
7528
7529         return p;
7530
7531 idle:
7532         if (!rf)
7533                 return NULL;
7534
7535         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
7536
7537         /*
7538          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
7539          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
7540          * must re-start the pick_next_entity() loop.
7541          */
7542         if (new_tasks < 0)
7543                 return RETRY_TASK;
7544
7545         if (new_tasks > 0)
7546                 goto again;
7547
7548         /*
7549          * rq is about to be idle, check if we need to update the
7550          * lost_idle_time of clock_pelt
7551          */
7552         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
7553
7554         return NULL;
7555 }
7556
7557 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
7558 {
7559         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
7560 }
7561
7562 /*
7563  * Account for a descheduled task:
7564  */
7565 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
7566 {
7567         struct sched_entity *se = &prev->se;
7568         struct cfs_rq *cfs_rq;
7569
7570         for_each_sched_entity(se) {
7571                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7572                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
7573         }
7574 }
7575
7576 /*
7577  * sched_yield() is very simple
7578  *
7579  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
7580  */
7581 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
7582 {
7583         struct task_struct *curr = rq->curr;
7584         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7585         struct sched_entity *se = &curr->se;
7586
7587         /*
7588          * Are we the only task in the tree?
7589          */
7590         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
7591                 return;
7592
7593         clear_buddies(cfs_rq, se);
7594
7595         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
7596                 update_rq_clock(rq);
7597                 /*
7598                  * Update run-time statistics of the 'current'.
7599                  */
7600                 update_curr(cfs_rq);
7601                 /*
7602                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
7603                  * so we don't do microscopic update in schedule()
7604                  * and double the fastpath cost.
7605                  */
7606                 rq_clock_skip_update(rq);
7607         }
7608
7609         set_skip_buddy(se);
7610 }
7611
7612 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7613 {
7614         struct sched_entity *se = &p->se;
7615
7616         /* throttled hierarchies are not runnable */
7617         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
7618                 return false;
7619
7620         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
7621         set_next_buddy(se);
7622
7623         yield_task_fair(rq);
7624
7625         return true;
7626 }
7627
7628 #ifdef CONFIG_SMP
7629 /**************************************************
7630  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7631  *
7632  * BASICS
7633  *
7634  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7635  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7636  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7637  *
7638  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7639  *
7640  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7641  * W_i,0 is defined as:
7642  *
7643  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7644  *
7645  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7646  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7647  *
7648  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7649  * weight:
7650  *
7651  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7652  *
7653  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7654  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7655  * can also include other factors [XXX].
7656  *
7657  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7658  * directly from (1):
7659  *
7660  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7661  *
7662  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7663  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7664  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7665  *
7666  * [XXX expand on:
7667  *     - infeasible weights;
7668  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7669  *
7670  *
7671  * SCHED DOMAINS
7672  *
7673  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7674  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7675  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7676  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7677  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7678  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7679  * the groups.
7680  *
7681  * This yields:
7682  *
7683  *     log_2 n     1     n
7684  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7685  *     i = 0      2^i   2^i
7686  *                               `- size of each group
7687  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7688  *         |         `- freq
7689  *         `- sum over all levels
7690  *
7691  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7692  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7693  *
7694  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7695  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7696  *
7697  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7698  *
7699  *             log_2 n
7700  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7701  *             k = 0
7702  *
7703  * And you'll find that:
7704  *
7705  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7706  *
7707  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7708  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7709  * of:
7710  *
7711  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7712  *
7713  *
7714  * WORK CONSERVING
7715  *
7716  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7717  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7718  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7719  *
7720  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7721  * time.
7722  *
7723  * [XXX more?]
7724  *
7725  *
7726  * CGROUPS
7727  *
7728  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7729  *
7730  *                                s_k,i
7731  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7732  *                                 S_k
7733  *
7734  * Where
7735  *
7736  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7737  *
7738  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7739  *
7740  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7741  * property.
7742  *
7743  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7744  *      rewrite all of this once again.]
7745  */
7746
7747 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7748
7749 enum fbq_type { regular, remote, all };
7750
7751 /*
7752  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
7753  *
7754  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
7755  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
7756  * group. See update_sd_pick_busiest().
7757  */
7758 enum group_type {
7759         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
7760         group_has_spare = 0,
7761         /*
7762          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
7763          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
7764          */
7765         group_fully_busy,
7766         /*
7767          * SD_ASYM_CPUCAPACITY only: One task doesn't fit with CPU's capacity
7768          * and must be migrated to a more powerful CPU.
7769          */
7770         group_misfit_task,
7771         /*
7772          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
7773          * and the task should be migrated to it instead of running on the
7774          * current CPU.
7775          */
7776         group_asym_packing,
7777         /*
7778          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
7779          * from balancing the load across the system.
7780          */
7781         group_imbalanced,
7782         /*
7783          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
7784          * tasks.
7785          */
7786         group_overloaded
7787 };
7788
7789 enum migration_type {
7790         migrate_load = 0,
7791         migrate_util,
7792         migrate_task,
7793         migrate_misfit
7794 };
7795
7796 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7797 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7798 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7799 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7800 #define LBF_ACTIVE_LB   0x10
7801
7802 struct lb_env {
7803         struct sched_domain     *sd;
7804
7805         struct rq               *src_rq;
7806         int                     src_cpu;
7807
7808         int                     dst_cpu;
7809         struct rq               *dst_rq;
7810
7811         struct cpumask          *dst_grpmask;
7812         int                     new_dst_cpu;
7813         enum cpu_idle_type      idle;
7814         long                    imbalance;
7815         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7816         struct cpumask          *cpus;
7817
7818         unsigned int            flags;
7819
7820         unsigned int            loop;
7821         unsigned int            loop_break;
7822         unsigned int            loop_max;
7823
7824         enum fbq_type           fbq_type;
7825         enum migration_type     migration_type;
7826         struct list_head        tasks;
7827 };
7828
7829 /*
7830  * Is this task likely cache-hot:
7831  */
7832 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7833 {
7834         s64 delta;
7835
7836         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7837
7838         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7839                 return 0;
7840
7841         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7842                 return 0;
7843
7844         /* SMT siblings share cache */
7845         if (env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
7846                 return 0;
7847
7848         /*
7849          * Buddy candidates are cache hot:
7850          */
7851         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7852                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7853                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7854                 return 1;
7855
7856         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7857                 return 1;
7858
7859         /*
7860          * Don't migrate task if the task's cookie does not match
7861          * with the destination CPU's core cookie.
7862          */
7863         if (!sched_core_cookie_match(cpu_rq(env->dst_cpu), p))
7864                 return 1;
7865
7866         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7867                 return 0;
7868
7869         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7870
7871         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7872 }
7873
7874 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7875 /*
7876  * Returns 1, if task migration degrades locality
7877  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7878  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7879  */
7880 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7881 {
7882         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7883         unsigned long src_weight, dst_weight;
7884         int src_nid, dst_nid, dist;
7885
7886         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7887                 return -1;
7888
7889         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7890                 return -1;
7891
7892         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7893         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7894
7895         if (src_nid == dst_nid)
7896                 return -1;
7897
7898         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7899         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7900                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7901                         return 1;
7902                 else
7903                         return -1;
7904         }
7905
7906         /* Encourage migration to the preferred node. */
7907         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7908                 return 0;
7909
7910         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7911         if (env->idle == CPU_IDLE)
7912                 return -1;
7913
7914         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7915         if (numa_group) {
7916                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7917                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7918         } else {
7919                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7920                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7921         }
7922
7923         return dst_weight < src_weight;
7924 }
7925
7926 #else
7927 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7928                                              struct lb_env *env)
7929 {
7930         return -1;
7931 }
7932 #endif
7933
7934 /*
7935  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7936  */
7937 static
7938 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7939 {
7940         int tsk_cache_hot;
7941
7942         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7943
7944         /*
7945          * We do not migrate tasks that are:
7946          * 1) throttled_lb_pair, or
7947          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7948          * 3) running (obviously), or
7949          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7950          */
7951         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7952                 return 0;
7953
7954         /* Disregard pcpu kthreads; they are where they need to be. */
7955         if (kthread_is_per_cpu(p))
7956                 return 0;
7957
7958         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7959                 int cpu;
7960
7961                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7962
7963                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7964
7965                 /*
7966                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7967                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7968                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7969                  *
7970                  * Avoid computing new_dst_cpu
7971                  * - for NEWLY_IDLE
7972                  * - if we have already computed one in current iteration
7973                  * - if it's an active balance
7974                  */
7975                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE ||
7976                     env->flags & (LBF_DST_PINNED | LBF_ACTIVE_LB))
7977                         return 0;
7978
7979                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7980                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7981                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7982                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7983                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7984                                 break;
7985                         }
7986                 }
7987
7988                 return 0;
7989         }
7990
7991         /* Record that we found at least one task that could run on dst_cpu */
7992         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7993
7994         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7995                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7996                 return 0;
7997         }
7998
7999         /*
8000          * Aggressive migration if:
8001          * 1) active balance
8002          * 2) destination numa is preferred
8003          * 3) task is cache cold, or
8004          * 4) too many balance attempts have failed.
8005          */
8006         if (env->flags & LBF_ACTIVE_LB)
8007                 return 1;
8008
8009         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
8010         if (tsk_cache_hot == -1)
8011                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
8012
8013         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
8014             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
8015                 if (tsk_cache_hot == 1) {
8016                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
8017                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
8018                 }
8019                 return 1;
8020         }
8021
8022         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
8023         return 0;
8024 }
8025
8026 /*
8027  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
8028  */
8029 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
8030 {
8031         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8032
8033         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
8034         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
8035 }
8036
8037 /*
8038  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
8039  * part of active balancing operations within "domain".
8040  *
8041  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
8042  */
8043 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
8044 {
8045         struct task_struct *p;
8046
8047         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8048
8049         list_for_each_entry_reverse(p,
8050                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
8051                 if (!can_migrate_task(p, env))
8052                         continue;
8053
8054                 detach_task(p, env);
8055
8056                 /*
8057                  * Right now, this is only the second place where
8058                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
8059                  * so we can safely collect stats here rather than
8060                  * inside detach_tasks().
8061                  */
8062                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
8063                 return p;
8064         }
8065         return NULL;
8066 }
8067
8068 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
8069
8070 /*
8071  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
8072  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
8073  *
8074  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
8075  */
8076 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
8077 {
8078         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
8079         unsigned long util, load;
8080         struct task_struct *p;
8081         int detached = 0;
8082
8083         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8084
8085         /*
8086          * Source run queue has been emptied by another CPU, clear
8087          * LBF_ALL_PINNED flag as we will not test any task.
8088          */
8089         if (env->src_rq->nr_running <= 1) {
8090                 env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
8091                 return 0;
8092         }
8093
8094         if (env->imbalance <= 0)
8095                 return 0;
8096
8097         while (!list_empty(tasks)) {
8098                 /*
8099                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
8100                  * which could at worst lead to a livelock crash.
8101                  */
8102                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
8103                         break;
8104
8105                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
8106
8107                 env->loop++;
8108                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
8109                 if (env->loop > env->loop_max)
8110                         break;
8111
8112                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
8113                 if (env->loop > env->loop_break) {
8114                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
8115                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
8116                         break;
8117                 }
8118
8119                 if (!can_migrate_task(p, env))
8120                         goto next;
8121
8122                 switch (env->migration_type) {
8123                 case migrate_load:
8124                         /*
8125                          * Depending of the number of CPUs and tasks and the
8126                          * cgroup hierarchy, task_h_load() can return a null
8127                          * value. Make sure that env->imbalance decreases
8128                          * otherwise detach_tasks() will stop only after
8129                          * detaching up to loop_max tasks.
8130                          */
8131                         load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
8132
8133                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
8134                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
8135                                 goto next;
8136
8137                         /*
8138                          * Make sure that we don't migrate too much load.
8139                          * Nevertheless, let relax the constraint if
8140                          * scheduler fails to find a good waiting task to
8141                          * migrate.
8142                          */
8143                         if (shr_bound(load, env->sd->nr_balance_failed) > env->imbalance)
8144                                 goto next;
8145
8146                         env->imbalance -= load;
8147                         break;
8148
8149                 case migrate_util:
8150                         util = task_util_est(p);
8151
8152                         if (util > env->imbalance)
8153                                 goto next;
8154
8155                         env->imbalance -= util;
8156                         break;
8157
8158                 case migrate_task:
8159                         env->imbalance--;
8160                         break;
8161
8162                 case migrate_misfit:
8163                         /* This is not a misfit task */
8164                         if (task_fits_cpu(p, env->src_cpu))
8165                                 goto next;
8166
8167                         env->imbalance = 0;
8168                         break;
8169                 }
8170
8171                 detach_task(p, env);
8172                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
8173
8174                 detached++;
8175
8176 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
8177                 /*
8178                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
8179                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
8180                  * the critical section.
8181                  */
8182                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8183                         break;
8184 #endif
8185
8186                 /*
8187                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
8188                  * load/util/tasks.
8189                  */
8190                 if (env->imbalance <= 0)
8191                         break;
8192
8193                 continue;
8194 next:
8195                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
8196         }
8197
8198         /*
8199          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
8200          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
8201          * than inside detach_one_task().
8202          */
8203         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
8204
8205         return detached;
8206 }
8207
8208 /*
8209  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
8210  */
8211 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8212 {
8213         lockdep_assert_rq_held(rq);
8214
8215         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
8216         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
8217         check_preempt_curr(rq, p, 0);
8218 }
8219
8220 /*
8221  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
8222  * its new rq.
8223  */
8224 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8225 {
8226         struct rq_flags rf;
8227
8228         rq_lock(rq, &rf);
8229         update_rq_clock(rq);
8230         attach_task(rq, p);
8231         rq_unlock(rq, &rf);
8232 }
8233
8234 /*
8235  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
8236  * new rq.
8237  */
8238 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
8239 {
8240         struct list_head *tasks = &env->tasks;
8241         struct task_struct *p;
8242         struct rq_flags rf;
8243
8244         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
8245         update_rq_clock(env->dst_rq);
8246
8247         while (!list_empty(tasks)) {
8248                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
8249                 list_del_init(&p->se.group_node);
8250
8251                 attach_task(env->dst_rq, p);
8252         }
8253
8254         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
8255 }
8256
8257 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8258 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
8259 {
8260         if (cfs_rq->avg.load_avg)
8261                 return true;
8262
8263         if (cfs_rq->avg.util_avg)
8264                 return true;
8265
8266         return false;
8267 }
8268
8269 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
8270 {
8271         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
8272                 return true;
8273
8274         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
8275                 return true;
8276
8277         if (thermal_load_avg(rq))
8278                 return true;
8279
8280 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
8281         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
8282                 return true;
8283 #endif
8284
8285         return false;
8286 }
8287
8288 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq)
8289 {
8290         WRITE_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick, jiffies);
8291 }
8292
8293 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
8294 {
8295         if (!has_blocked)
8296                 rq->has_blocked_load = 0;
8297 }
8298 #else
8299 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
8300 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
8301 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq) {}
8302 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
8303 #endif
8304
8305 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
8306 {
8307         const struct sched_class *curr_class;
8308         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
8309         unsigned long thermal_pressure;
8310         bool decayed;
8311
8312         /*
8313          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
8314          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
8315          */
8316         curr_class = rq->curr->sched_class;
8317
8318         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
8319
8320         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
8321                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
8322                   update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure) |
8323                   update_irq_load_avg(rq, 0);
8324
8325         if (others_have_blocked(rq))
8326                 *done = false;
8327
8328         return decayed;
8329 }
8330
8331 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8332
8333 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8334 {
8335         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
8336         bool decayed = false;
8337         int cpu = cpu_of(rq);
8338
8339         /*
8340          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
8341          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
8342          */
8343         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
8344                 struct sched_entity *se;
8345
8346                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
8347                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
8348
8349                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
8350                                 decayed = true;
8351                 }
8352
8353                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
8354                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
8355                 if (se && !skip_blocked_update(se))
8356                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
8357
8358                 /*
8359                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
8360                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
8361                  */
8362                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
8363                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
8364
8365                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
8366                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8367                         *done = false;
8368         }
8369
8370         return decayed;
8371 }
8372
8373 /*
8374  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
8375  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
8376  * group is a fraction of its parents load.
8377  */
8378 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
8379 {
8380         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
8381         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
8382         unsigned long now = jiffies;
8383         unsigned long load;
8384
8385         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8386                 return;
8387
8388         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
8389         for_each_sched_entity(se) {
8390                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8391                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
8392                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8393                         break;
8394         }
8395
8396         if (!se) {
8397                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
8398                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8399         }
8400
8401         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
8402                 load = cfs_rq->h_load;
8403                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
8404                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8405                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8406                 cfs_rq->h_load = load;
8407                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8408         }
8409 }
8410
8411 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8412 {
8413         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
8414
8415         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
8416         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
8417                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8418 }
8419 #else
8420 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8421 {
8422         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
8423         bool decayed;
8424
8425         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
8426         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8427                 *done = false;
8428
8429         return decayed;
8430 }
8431
8432 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8433 {
8434         return p->se.avg.load_avg;
8435 }
8436 #endif
8437
8438 static void update_blocked_averages(int cpu)
8439 {
8440         bool decayed = false, done = true;
8441         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8442         struct rq_flags rf;
8443
8444         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8445         update_blocked_load_tick(rq);
8446         update_rq_clock(rq);
8447
8448         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
8449         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
8450
8451         update_blocked_load_status(rq, !done);
8452         if (decayed)
8453                 cpufreq_update_util(rq, 0);
8454         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8455 }
8456
8457 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
8458
8459 /*
8460  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
8461  */
8462 struct sg_lb_stats {
8463         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
8464         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
8465         unsigned long group_capacity;
8466         unsigned long group_util; /* Total utilization over the CPUs of the group */
8467         unsigned long group_runnable; /* Total runnable time over the CPUs of the group */
8468         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
8469         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
8470         unsigned int idle_cpus;
8471         unsigned int group_weight;
8472         enum group_type group_type;
8473         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
8474         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
8475 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8476         unsigned int nr_numa_running;
8477         unsigned int nr_preferred_running;
8478 #endif
8479 };
8480
8481 /*
8482  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
8483  *               during load balancing.
8484  */
8485 struct sd_lb_stats {
8486         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
8487         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
8488         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
8489         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
8490         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
8491         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
8492
8493         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
8494         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
8495 };
8496
8497 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
8498 {
8499         /*
8500          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
8501          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
8502          * We must however set busiest_stat::group_type and
8503          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
8504          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
8505          */
8506         *sds = (struct sd_lb_stats){
8507                 .busiest = NULL,
8508                 .local = NULL,
8509                 .total_load = 0UL,
8510                 .total_capacity = 0UL,
8511                 .busiest_stat = {
8512                         .idle_cpus = UINT_MAX,
8513                         .group_type = group_has_spare,
8514                 },
8515         };
8516 }
8517
8518 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
8519 {
8520         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8521         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8522         unsigned long used, free;
8523         unsigned long irq;
8524
8525         irq = cpu_util_irq(rq);
8526
8527         if (unlikely(irq >= max))
8528                 return 1;
8529
8530         /*
8531          * avg_rt.util_avg and avg_dl.util_avg track binary signals
8532          * (running and not running) with weights 0 and 1024 respectively.
8533          * avg_thermal.load_avg tracks thermal pressure and the weighted
8534          * average uses the actual delta max capacity(load).
8535          */
8536         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
8537         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
8538         used += thermal_load_avg(rq);
8539
8540         if (unlikely(used >= max))
8541                 return 1;
8542
8543         free = max - used;
8544
8545         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
8546 }
8547
8548 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8549 {
8550         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(cpu);
8551         struct sched_group *sdg = sd->groups;
8552
8553         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8554
8555         if (!capacity)
8556                 capacity = 1;
8557
8558         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
8559         trace_sched_cpu_capacity_tp(cpu_rq(cpu));
8560
8561         sdg->sgc->capacity = capacity;
8562         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
8563         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
8564 }
8565
8566 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8567 {
8568         struct sched_domain *child = sd->child;
8569         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
8570         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
8571         unsigned long interval;
8572
8573         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
8574         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8575         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
8576
8577         if (!child) {
8578                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
8579                 return;
8580         }
8581
8582         capacity = 0;
8583         min_capacity = ULONG_MAX;
8584         max_capacity = 0;
8585
8586         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
8587                 /*
8588                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
8589                  * span the current group.
8590                  */
8591
8592                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
8593                         unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
8594
8595                         capacity += cpu_cap;
8596                         min_capacity = min(cpu_cap, min_capacity);
8597                         max_capacity = max(cpu_cap, max_capacity);
8598                 }
8599         } else  {
8600                 /*
8601                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
8602                  * span the current group.
8603                  */
8604
8605                 group = child->groups;
8606                 do {
8607                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
8608
8609                         capacity += sgc->capacity;
8610                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
8611                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
8612                         group = group->next;
8613                 } while (group != child->groups);
8614         }
8615
8616         sdg->sgc->capacity = capacity;
8617         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
8618         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
8619 }
8620
8621 /*
8622  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
8623  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
8624  * Return true is the capacity is reduced
8625  */
8626 static inline int
8627 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8628 {
8629         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
8630                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
8631 }
8632
8633 /*
8634  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
8635  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
8636  * the task's current CPU is heavily pressured.
8637  */
8638 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8639 {
8640         return rq->misfit_task_load &&
8641                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
8642                  check_cpu_capacity(rq, sd));
8643 }
8644
8645 /*
8646  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
8647  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
8648  *
8649  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
8650  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
8651  * Something like:
8652  *
8653  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
8654  *              *     * * *
8655  *
8656  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
8657  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
8658  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
8659  *
8660  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
8661  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
8662  * moving tasks due to affinity constraints.
8663  *
8664  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
8665  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
8666  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
8667  * to create an effective group imbalance.
8668  *
8669  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
8670  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
8671  * subtle and fragile situation.
8672  */
8673
8674 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
8675 {
8676         return group->sgc->imbalance;
8677 }
8678
8679 /*
8680  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
8681  * be used by some tasks.
8682  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
8683  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
8684  * available capacity for CFS tasks.
8685  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
8686  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
8687  * capacity in meaningful for the load balancer.
8688  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
8689  * any benefit for the load balance.
8690  */
8691 static inline bool
8692 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8693 {
8694         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
8695                 return true;
8696
8697         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8698                         (sgs->group_runnable * 100))
8699                 return false;
8700
8701         if ((sgs->group_capacity * 100) >
8702                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8703                 return true;
8704
8705         return false;
8706 }
8707
8708 /*
8709  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
8710  *  handle.
8711  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
8712  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
8713  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
8714  *  false.
8715  */
8716 static inline bool
8717 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8718 {
8719         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
8720                 return false;
8721
8722         if ((sgs->group_capacity * 100) <
8723                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8724                 return true;
8725
8726         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8727                         (sgs->group_runnable * 100))
8728                 return true;
8729
8730         return false;
8731 }
8732
8733 static inline enum
8734 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
8735                           struct sched_group *group,
8736                           struct sg_lb_stats *sgs)
8737 {
8738         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
8739                 return group_overloaded;
8740
8741         if (sg_imbalanced(group))
8742                 return group_imbalanced;
8743
8744         if (sgs->group_asym_packing)
8745                 return group_asym_packing;
8746
8747         if (sgs->group_misfit_task_load)
8748                 return group_misfit_task;
8749
8750         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
8751                 return group_fully_busy;
8752
8753         return group_has_spare;
8754 }
8755
8756 /**
8757  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8758  * @env: The load balancing environment.
8759  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8760  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8761  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8762  */
8763 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8764                                       struct sched_group *group,
8765                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8766                                       int *sg_status)
8767 {
8768         int i, nr_running, local_group;
8769
8770         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8771
8772         local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(group));
8773
8774         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8775                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8776
8777                 sgs->group_load += cpu_load(rq);
8778                 sgs->group_util += cpu_util(i);
8779                 sgs->group_runnable += cpu_runnable(rq);
8780                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8781
8782                 nr_running = rq->nr_running;
8783                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8784
8785                 if (nr_running > 1)
8786                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8787
8788                 if (cpu_overutilized(i))
8789                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8790
8791 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8792                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8793                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8794 #endif
8795                 /*
8796                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8797                  */
8798                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
8799                         sgs->idle_cpus++;
8800                         /* Idle cpu can't have misfit task */
8801                         continue;
8802                 }
8803
8804                 if (local_group)
8805                         continue;
8806
8807                 /* Check for a misfit task on the cpu */
8808                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8809                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8810                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8811                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8812                 }
8813         }
8814
8815         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
8816         if (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING &&
8817             env->idle != CPU_NOT_IDLE &&
8818             sgs->sum_h_nr_running &&
8819             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu)) {
8820                 sgs->group_asym_packing = 1;
8821         }
8822
8823         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8824
8825         sgs->group_weight = group->group_weight;
8826
8827         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
8828
8829         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
8830         if (sgs->group_type == group_overloaded)
8831                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8832                                 sgs->group_capacity;
8833 }
8834
8835 /**
8836  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8837  * @env: The load balancing environment.
8838  * @sds: sched_domain statistics
8839  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8840  * @sgs: sched_group statistics
8841  *
8842  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8843  * busiest group.
8844  *
8845  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8846  * busiest group. %false otherwise.
8847  */
8848 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8849                                    struct sd_lb_stats *sds,
8850                                    struct sched_group *sg,
8851                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8852 {
8853         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8854
8855         /* Make sure that there is at least one task to pull */
8856         if (!sgs->sum_h_nr_running)
8857                 return false;
8858
8859         /*
8860          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8861          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8862          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8863          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8864          */
8865         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8866             (!capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), sg->sgc->max_capacity) ||
8867              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
8868                 return false;
8869
8870         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8871                 return true;
8872
8873         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8874                 return false;
8875
8876         /*
8877          * The candidate and the current busiest group are the same type of
8878          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
8879          */
8880
8881         switch (sgs->group_type) {
8882         case group_overloaded:
8883                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
8884                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8885                         return false;
8886                 break;
8887
8888         case group_imbalanced:
8889                 /*
8890                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
8891                  * choose one more than another.
8892                  */
8893                 return false;
8894
8895         case group_asym_packing:
8896                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8897                 if (sched_asym_prefer(sg->asym_prefer_cpu, sds->busiest->asym_prefer_cpu))
8898                         return false;
8899                 break;
8900
8901         case group_misfit_task:
8902                 /*
8903                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
8904                  * misfit.
8905                  */
8906                 if (sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8907                         return false;
8908                 break;
8909
8910         case group_fully_busy:
8911                 /*
8912                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
8913                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
8914                  * group because tasks have all compute capacity that they need
8915                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
8916                  * contention when accessing shared HW resources.
8917                  *
8918                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
8919                  * select the 1st one.
8920                  */
8921                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8922                         return false;
8923                 break;
8924
8925         case group_has_spare:
8926                 /*
8927                  * Select not overloaded group with lowest number of idle cpus
8928                  * and highest number of running tasks. We could also compare
8929                  * the spare capacity which is more stable but it can end up
8930                  * that the group has less spare capacity but finally more idle
8931                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
8932                  */
8933                 if (sgs->idle_cpus > busiest->idle_cpus)
8934                         return false;
8935                 else if ((sgs->idle_cpus == busiest->idle_cpus) &&
8936                          (sgs->sum_nr_running <= busiest->sum_nr_running))
8937                         return false;
8938
8939                 break;
8940         }
8941
8942         /*
8943          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
8944          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
8945          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
8946          * considered.
8947          */
8948         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
8949             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
8950             (capacity_greater(sg->sgc->min_capacity, capacity_of(env->dst_cpu))))
8951                 return false;
8952
8953         return true;
8954 }
8955
8956 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8957 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8958 {
8959         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8960                 return regular;
8961         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8962                 return remote;
8963         return all;
8964 }
8965
8966 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8967 {
8968         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8969                 return regular;
8970         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8971                 return remote;
8972         return all;
8973 }
8974 #else
8975 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8976 {
8977         return all;
8978 }
8979
8980 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8981 {
8982         return regular;
8983 }
8984 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8985
8986
8987 struct sg_lb_stats;
8988
8989 /*
8990  * task_running_on_cpu - return 1 if @p is running on @cpu.
8991  */
8992
8993 static unsigned int task_running_on_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
8994 {
8995         /* Task has no contribution or is new */
8996         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
8997                 return 0;
8998
8999         if (task_on_rq_queued(p))
9000                 return 1;
9001
9002         return 0;
9003 }
9004
9005 /**
9006  * idle_cpu_without - would a given CPU be idle without p ?
9007  * @cpu: the processor on which idleness is tested.
9008  * @p: task which should be ignored.
9009  *
9010  * Return: 1 if the CPU would be idle. 0 otherwise.
9011  */
9012 static int idle_cpu_without(int cpu, struct task_struct *p)
9013 {
9014         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9015
9016         if (rq->curr != rq->idle && rq->curr != p)
9017                 return 0;
9018
9019         /*
9020          * rq->nr_running can't be used but an updated version without the
9021          * impact of p on cpu must be used instead. The updated nr_running
9022          * be computed and tested before calling idle_cpu_without().
9023          */
9024
9025 #ifdef CONFIG_SMP
9026         if (rq->ttwu_pending)
9027                 return 0;
9028 #endif
9029
9030         return 1;
9031 }
9032
9033 /*
9034  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
9035  * @sd: The sched_domain level to look for idlest group.
9036  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
9037  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
9038  * @p: The task for which we look for the idlest group/CPU.
9039  */
9040 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
9041                                           struct sched_group *group,
9042                                           struct sg_lb_stats *sgs,
9043                                           struct task_struct *p)
9044 {
9045         int i, nr_running;
9046
9047         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
9048
9049         /* Assume that task can't fit any CPU of the group */
9050         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY)
9051                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
9052
9053         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
9054                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9055                 unsigned int local;
9056
9057                 sgs->group_load += cpu_load_without(rq, p);
9058                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
9059                 sgs->group_runnable += cpu_runnable_without(rq, p);
9060                 local = task_running_on_cpu(i, p);
9061                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running - local;
9062
9063                 nr_running = rq->nr_running - local;
9064                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
9065
9066                 /*
9067                  * No need to call idle_cpu_without() if nr_running is not 0
9068                  */
9069                 if (!nr_running && idle_cpu_without(i, p))
9070                         sgs->idle_cpus++;
9071
9072                 /* Check if task fits in the CPU */
9073                 if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
9074                     sgs->group_misfit_task_load &&
9075                     task_fits_cpu(p, i))
9076                         sgs->group_misfit_task_load = 0;
9077
9078         }
9079
9080         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
9081
9082         sgs->group_weight = group->group_weight;
9083
9084         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
9085
9086         /*
9087          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
9088          * overloaded
9089          */
9090         if (sgs->group_type == group_fully_busy ||
9091                 sgs->group_type == group_overloaded)
9092                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9093                                 sgs->group_capacity;
9094 }
9095
9096 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
9097                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
9098                                struct sched_group *group,
9099                                struct sg_lb_stats *sgs)
9100 {
9101         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
9102                 return true;
9103
9104         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
9105                 return false;
9106
9107         /*
9108          * The candidate and the current idlest group are the same type of
9109          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
9110          */
9111
9112         switch (sgs->group_type) {
9113         case group_overloaded:
9114         case group_fully_busy:
9115                 /* Select the group with lowest avg_load. */
9116                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
9117                         return false;
9118                 break;
9119
9120         case group_imbalanced:
9121         case group_asym_packing:
9122                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
9123                 return false;
9124
9125         case group_misfit_task:
9126                 /* Select group with the highest max capacity */
9127                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
9128                         return false;
9129                 break;
9130
9131         case group_has_spare:
9132                 /* Select group with most idle CPUs */
9133                 if (idlest_sgs->idle_cpus > sgs->idle_cpus)
9134                         return false;
9135
9136                 /* Select group with lowest group_util */
9137                 if (idlest_sgs->idle_cpus == sgs->idle_cpus &&
9138                         idlest_sgs->group_util <= sgs->group_util)
9139                         return false;
9140
9141                 break;
9142         }
9143
9144         return true;
9145 }
9146
9147 /*
9148  * Allow a NUMA imbalance if busy CPUs is less than 25% of the domain.
9149  * This is an approximation as the number of running tasks may not be
9150  * related to the number of busy CPUs due to sched_setaffinity.
9151  */
9152 static inline bool
9153 allow_numa_imbalance(unsigned int running, unsigned int weight)
9154 {
9155         return (running < (weight >> 2));
9156 }
9157
9158 /*
9159  * find_idlest_group() finds and returns the least busy CPU group within the
9160  * domain.
9161  *
9162  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
9163  */
9164 static struct sched_group *
9165 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
9166 {
9167         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
9168         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
9169         struct sg_lb_stats *sgs;
9170         unsigned long imbalance;
9171         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
9172                         .avg_load = UINT_MAX,
9173                         .group_type = group_overloaded,
9174         };
9175
9176         do {
9177                 int local_group;
9178
9179                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
9180                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
9181                                         p->cpus_ptr))
9182                         continue;
9183
9184                 /* Skip over this group if no cookie matched */
9185                 if (!sched_group_cookie_match(cpu_rq(this_cpu), p, group))
9186                         continue;
9187
9188                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
9189                                                sched_group_span(group));
9190
9191                 if (local_group) {
9192                         sgs = &local_sgs;
9193                         local = group;
9194                 } else {
9195                         sgs = &tmp_sgs;
9196                 }
9197
9198                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
9199
9200                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
9201                         idlest = group;
9202                         idlest_sgs = *sgs;
9203                 }
9204
9205         } while (group = group->next, group != sd->groups);
9206
9207
9208         /* There is no idlest group to push tasks to */
9209         if (!idlest)
9210                 return NULL;
9211
9212         /* The local group has been skipped because of CPU affinity */
9213         if (!local)
9214                 return idlest;
9215
9216         /*
9217          * If the local group is idler than the selected idlest group
9218          * don't try and push the task.
9219          */
9220         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
9221                 return NULL;
9222
9223         /*
9224          * If the local group is busier than the selected idlest group
9225          * try and push the task.
9226          */
9227         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
9228                 return idlest;
9229
9230         switch (local_sgs.group_type) {
9231         case group_overloaded:
9232         case group_fully_busy:
9233
9234                 /* Calculate allowed imbalance based on load */
9235                 imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
9236                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
9237
9238                 /*
9239                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
9240                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
9241                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
9242                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
9243                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
9244                  * and consider staying local.
9245                  */
9246
9247                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
9248                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
9249                         return NULL;
9250
9251                 /*
9252                  * If the local group is less loaded than the selected
9253                  * idlest group don't try and push any tasks.
9254                  */
9255                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
9256                         return NULL;
9257
9258                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
9259                         return NULL;
9260                 break;
9261
9262         case group_imbalanced:
9263         case group_asym_packing:
9264                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
9265                 return NULL;
9266
9267         case group_misfit_task:
9268                 /* Select group with the highest max capacity */
9269                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
9270                         return NULL;
9271                 break;
9272
9273         case group_has_spare:
9274                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
9275 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9276                         int idlest_cpu;
9277                         /*
9278                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
9279                          * the preferred node
9280                          */
9281                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
9282                                 return NULL;
9283
9284                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
9285                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
9286                                 return idlest;
9287 #endif
9288                         /*
9289                          * Otherwise, keep the task close to the wakeup source
9290                          * and improve locality if the number of running tasks
9291                          * would remain below threshold where an imbalance is
9292                          * allowed. If there is a real need of migration,
9293                          * periodic load balance will take care of it.
9294                          */
9295                         if (allow_numa_imbalance(local_sgs.sum_nr_running + 1, local_sgs.group_weight))
9296                                 return NULL;
9297                 }
9298
9299                 /*
9300                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
9301                  * compare the utilization which is more stable but it can end
9302                  * up that the group has less spare capacity but finally more
9303                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
9304                  */
9305                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
9306                         return NULL;
9307                 break;
9308         }
9309
9310         return idlest;
9311 }
9312
9313 static void update_idle_cpu_scan(struct lb_env *env,
9314                                  unsigned long sum_util)
9315 {
9316         struct sched_domain_shared *sd_share;
9317         int llc_weight, pct;
9318         u64 x, y, tmp;
9319         /*
9320          * Update the number of CPUs to scan in LLC domain, which could
9321          * be used as a hint in select_idle_cpu(). The update of sd_share
9322          * could be expensive because it is within a shared cache line.
9323          * So the write of this hint only occurs during periodic load
9324          * balancing, rather than CPU_NEWLY_IDLE, because the latter
9325          * can fire way more frequently than the former.
9326          */
9327         if (!sched_feat(SIS_UTIL) || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9328                 return;
9329
9330         llc_weight = per_cpu(sd_llc_size, env->dst_cpu);
9331         if (env->sd->span_weight != llc_weight)
9332                 return;
9333
9334         sd_share = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, env->dst_cpu));
9335         if (!sd_share)
9336                 return;
9337
9338         /*
9339          * The number of CPUs to search drops as sum_util increases, when
9340          * sum_util hits 85% or above, the scan stops.
9341          * The reason to choose 85% as the threshold is because this is the
9342          * imbalance_pct(117) when a LLC sched group is overloaded.
9343          *
9344          * let y = SCHED_CAPACITY_SCALE - p * x^2                       [1]
9345          * and y'= y / SCHED_CAPACITY_SCALE
9346          *
9347          * x is the ratio of sum_util compared to the CPU capacity:
9348          * x = sum_util / (llc_weight * SCHED_CAPACITY_SCALE)
9349          * y' is the ratio of CPUs to be scanned in the LLC domain,
9350          * and the number of CPUs to scan is calculated by:
9351          *
9352          * nr_scan = llc_weight * y'                                    [2]
9353          *
9354          * When x hits the threshold of overloaded, AKA, when
9355          * x = 100 / pct, y drops to 0. According to [1],
9356          * p should be SCHED_CAPACITY_SCALE * pct^2 / 10000
9357          *
9358          * Scale x by SCHED_CAPACITY_SCALE:
9359          * x' = sum_util / llc_weight;                                  [3]
9360          *
9361          * and finally [1] becomes:
9362          * y = SCHED_CAPACITY_SCALE -
9363          *     x'^2 * pct^2 / (10000 * SCHED_CAPACITY_SCALE)            [4]
9364          *
9365          */
9366         /* equation [3] */
9367         x = sum_util;
9368         do_div(x, llc_weight);
9369
9370         /* equation [4] */
9371         pct = env->sd->imbalance_pct;
9372         tmp = x * x * pct * pct;
9373         do_div(tmp, 10000 * SCHED_CAPACITY_SCALE);
9374         tmp = min_t(long, tmp, SCHED_CAPACITY_SCALE);
9375         y = SCHED_CAPACITY_SCALE - tmp;
9376
9377         /* equation [2] */
9378         y *= llc_weight;
9379         do_div(y, SCHED_CAPACITY_SCALE);
9380         if ((int)y != sd_share->nr_idle_scan)
9381                 WRITE_ONCE(sd_share->nr_idle_scan, (int)y);
9382 }
9383
9384 /**
9385  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
9386  * @env: The load balancing environment.
9387  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
9388  */
9389
9390 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9391 {
9392         struct sched_domain *child = env->sd->child;
9393         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9394         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
9395         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
9396         unsigned long sum_util = 0;
9397         int sg_status = 0;
9398
9399         do {
9400                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
9401                 int local_group;
9402
9403                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
9404                 if (local_group) {
9405                         sds->local = sg;
9406                         sgs = local;
9407
9408                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
9409                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
9410                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
9411                 }
9412
9413                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
9414
9415                 if (local_group)
9416                         goto next_group;
9417
9418
9419                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
9420                         sds->busiest = sg;
9421                         sds->busiest_stat = *sgs;
9422                 }
9423
9424 next_group:
9425                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
9426                 sds->total_load += sgs->group_load;
9427                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
9428
9429                 sum_util += sgs->group_util;
9430                 sg = sg->next;
9431         } while (sg != env->sd->groups);
9432
9433         /* Tag domain that child domain prefers tasks go to siblings first */
9434         sds->prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
9435
9436
9437         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
9438                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
9439
9440         if (!env->sd->parent) {
9441                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9442
9443                 /* update overload indicator if we are at root domain */
9444                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
9445
9446                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
9447                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9448                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9449         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
9450                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9451
9452                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
9453                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
9454         }
9455
9456         update_idle_cpu_scan(env, sum_util);
9457 }
9458
9459 #define NUMA_IMBALANCE_MIN 2
9460
9461 static inline long adjust_numa_imbalance(int imbalance,
9462                                 int dst_running, int dst_weight)
9463 {
9464         if (!allow_numa_imbalance(dst_running, dst_weight))
9465                 return imbalance;
9466
9467         /*
9468          * Allow a small imbalance based on a simple pair of communicating
9469          * tasks that remain local when the destination is lightly loaded.
9470          */
9471         if (imbalance <= NUMA_IMBALANCE_MIN)
9472                 return 0;
9473
9474         return imbalance;
9475 }
9476
9477 /**
9478  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
9479  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
9480  * @env: load balance environment
9481  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
9482  */
9483 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9484 {
9485         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9486
9487         local = &sds->local_stat;
9488         busiest = &sds->busiest_stat;
9489
9490         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
9491                 /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
9492                 env->migration_type = migrate_misfit;
9493                 env->imbalance = 1;
9494                 return;
9495         }
9496
9497         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
9498                 /*
9499                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
9500                  * the preferred CPU.
9501                  */
9502                 env->migration_type = migrate_task;
9503                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
9504                 return;
9505         }
9506
9507         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
9508                 /*
9509                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
9510                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
9511                  * the imbalance. The next load balance will take care of
9512                  * balancing back the system.
9513                  */
9514                 env->migration_type = migrate_task;
9515                 env->imbalance = 1;
9516                 return;
9517         }
9518
9519         /*
9520          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
9521          * emptying busiest.
9522          */
9523         if (local->group_type == group_has_spare) {
9524                 if ((busiest->group_type > group_fully_busy) &&
9525                     !(env->sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
9526                         /*
9527                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
9528                          * capacity. This might end up creating spare capacity
9529                          * in busiest or busiest still being overloaded but
9530                          * there is no simple way to directly compute the
9531                          * amount of load to migrate in order to balance the
9532                          * system.
9533                          */
9534                         env->migration_type = migrate_util;
9535                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
9536                                          local->group_util;
9537
9538                         /*
9539                          * In some cases, the group's utilization is max or even
9540                          * higher than capacity because of migrations but the
9541                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
9542                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
9543                          * try to pull it.
9544                          */
9545                         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->imbalance == 0) {
9546                                 env->migration_type = migrate_task;
9547                                 env->imbalance = 1;
9548                         }
9549
9550                         return;
9551                 }
9552
9553                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
9554                         unsigned int nr_diff = busiest->sum_nr_running;
9555                         /*
9556                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
9557                          * groups.
9558                          */
9559                         env->migration_type = migrate_task;
9560                         lsub_positive(&nr_diff, local->sum_nr_running);
9561                         env->imbalance = nr_diff >> 1;
9562                 } else {
9563
9564                         /*
9565                          * If there is no overload, we just want to even the number of
9566                          * idle cpus.
9567                          */
9568                         env->migration_type = migrate_task;
9569                         env->imbalance = max_t(long, 0, (local->idle_cpus -
9570                                                  busiest->idle_cpus) >> 1);
9571                 }
9572
9573                 /* Consider allowing a small imbalance between NUMA groups */
9574                 if (env->sd->flags & SD_NUMA) {
9575                         env->imbalance = adjust_numa_imbalance(env->imbalance,
9576                                 local->sum_nr_running + 1, local->group_weight);
9577                 }
9578
9579                 return;
9580         }
9581
9582         /*
9583          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
9584          * busiest group
9585          */
9586         if (local->group_type < group_overloaded) {
9587                 /*
9588                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
9589                  * finally needed.
9590                  */
9591
9592                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9593                                   local->group_capacity;
9594
9595                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9596                                 sds->total_capacity;
9597                 /*
9598                  * If the local group is more loaded than the selected
9599                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9600                  */
9601                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load) {
9602                         env->imbalance = 0;
9603                         return;
9604                 }
9605         }
9606
9607         /*
9608          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
9609          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
9610          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
9611          * below the average load. At the same time, we also don't want to
9612          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
9613          * the minimum possible imbalance.
9614          */
9615         env->migration_type = migrate_load;
9616         env->imbalance = min(
9617                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
9618                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
9619         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
9620 }
9621
9622 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
9623
9624 /*
9625  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
9626  *
9627  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
9628  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
9629  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
9630  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  force      force
9631  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
9632  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
9633  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
9634  *
9635  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
9636  *            statistics.
9637  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
9638  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
9639  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
9640  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
9641  *            different in groups.
9642  */
9643
9644 /**
9645  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
9646  * if there is an imbalance.
9647  *
9648  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
9649  * to restore balance.
9650  *
9651  * @env: The load balancing environment.
9652  *
9653  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
9654  */
9655 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
9656 {
9657         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9658         struct sd_lb_stats sds;
9659
9660         init_sd_lb_stats(&sds);
9661
9662         /*
9663          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
9664          * this level.
9665          */
9666         update_sd_lb_stats(env, &sds);
9667
9668         if (sched_energy_enabled()) {
9669                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9670
9671                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
9672                         goto out_balanced;
9673         }
9674
9675         local = &sds.local_stat;
9676         busiest = &sds.busiest_stat;
9677
9678         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
9679         if (!sds.busiest)
9680                 goto out_balanced;
9681
9682         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
9683         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
9684                 goto force_balance;
9685
9686         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
9687         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
9688                 goto force_balance;
9689
9690         /*
9691          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
9692          * work because they assume all things are equal, which typically
9693          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
9694          */
9695         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
9696                 goto force_balance;
9697
9698         /*
9699          * If the local group is busier than the selected busiest group
9700          * don't try and pull any tasks.
9701          */
9702         if (local->group_type > busiest->group_type)
9703                 goto out_balanced;
9704
9705         /*
9706          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
9707          * between tasks.
9708          */
9709         if (local->group_type == group_overloaded) {
9710                 /*
9711                  * If the local group is more loaded than the selected
9712                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9713                  */
9714                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
9715                         goto out_balanced;
9716
9717                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
9718                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9719                                 sds.total_capacity;
9720
9721                 /*
9722                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
9723                  * domain average load.
9724                  */
9725                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
9726                         goto out_balanced;
9727
9728                 /*
9729                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
9730                  * conservative.
9731                  */
9732                 if (100 * busiest->avg_load <=
9733                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
9734                         goto out_balanced;
9735         }
9736
9737         /* Try to move all excess tasks to child's sibling domain */
9738         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
9739             busiest->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)
9740                 goto force_balance;
9741
9742         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
9743                 if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
9744                         /*
9745                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
9746                          * result the local one too) but this CPU is already
9747                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
9748                          */
9749                         goto out_balanced;
9750
9751                 if (busiest->group_weight > 1 &&
9752                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1))
9753                         /*
9754                          * If the busiest group is not overloaded
9755                          * and there is no imbalance between this and busiest
9756                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
9757                          * becomes significant if the diff is greater than 1
9758                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
9759                          * on another group. Of course this applies only if
9760                          * there is more than 1 CPU per group.
9761                          */
9762                         goto out_balanced;
9763
9764                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1)
9765                         /*
9766                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
9767                          */
9768                         goto out_balanced;
9769         }
9770
9771 force_balance:
9772         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
9773         calculate_imbalance(env, &sds);
9774         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
9775
9776 out_balanced:
9777         env->imbalance = 0;
9778         return NULL;
9779 }
9780
9781 /*
9782  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
9783  */
9784 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
9785                                      struct sched_group *group)
9786 {
9787         struct rq *busiest = NULL, *rq;
9788         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
9789         unsigned int busiest_nr = 0;
9790         int i;
9791
9792         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
9793                 unsigned long capacity, load, util;
9794                 unsigned int nr_running;
9795                 enum fbq_type rt;
9796
9797                 rq = cpu_rq(i);
9798                 rt = fbq_classify_rq(rq);
9799
9800                 /*
9801                  * We classify groups/runqueues into three groups:
9802                  *  - regular: there are !numa tasks
9803                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
9804                  *  - all:     there is no distinction
9805                  *
9806                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
9807                  * ignore those when there's better options.
9808                  *
9809                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
9810                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
9811                  * queue by moving tasks around inside the node.
9812                  *
9813                  * If we cannot move enough load due to this classification
9814                  * the next pass will adjust the group classification and
9815                  * allow migration of more tasks.
9816                  *
9817                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
9818                  */
9819                 if (rt > env->fbq_type)
9820                         continue;
9821
9822                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
9823                 if (!nr_running)
9824                         continue;
9825
9826                 capacity = capacity_of(i);
9827
9828                 /*
9829                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
9830                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
9831                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
9832                  * average load.
9833                  */
9834                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
9835                     !capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), capacity) &&
9836                     nr_running == 1)
9837                         continue;
9838
9839                 switch (env->migration_type) {
9840                 case migrate_load:
9841                         /*
9842                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
9843                          * which is not scaled with the CPU capacity.
9844                          */
9845                         load = cpu_load(rq);
9846
9847                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
9848                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
9849                                 break;
9850
9851                         /*
9852                          * For the load comparisons with the other CPUs,
9853                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
9854                          * capacity, so that the load can be moved away
9855                          * from the CPU that is potentially running at a
9856                          * lower capacity.
9857                          *
9858                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
9859                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
9860                          * division works out to:
9861                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
9862                          * where j is our previous maximum.
9863                          */
9864                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
9865                                 busiest_load = load;
9866                                 busiest_capacity = capacity;
9867                                 busiest = rq;
9868                         }
9869                         break;
9870
9871                 case migrate_util:
9872                         util = cpu_util(cpu_of(rq));
9873
9874                         /*
9875                          * Don't try to pull utilization from a CPU with one
9876                          * running task. Whatever its utilization, we will fail
9877                          * detach the task.
9878                          */
9879                         if (nr_running <= 1)
9880                                 continue;
9881
9882                         if (busiest_util < util) {
9883                                 busiest_util = util;
9884                                 busiest = rq;
9885                         }
9886                         break;
9887
9888                 case migrate_task:
9889                         if (busiest_nr < nr_running) {
9890                                 busiest_nr = nr_running;
9891                                 busiest = rq;
9892                         }
9893                         break;
9894
9895                 case migrate_misfit:
9896                         /*
9897                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
9898                          * simply seek the "biggest" misfit task.
9899                          */
9900                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
9901                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
9902                                 busiest = rq;
9903                         }
9904
9905                         break;
9906
9907                 }
9908         }
9909
9910         return busiest;
9911 }
9912
9913 /*
9914  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
9915  * so long as it is large enough.
9916  */
9917 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
9918
9919 static inline bool
9920 asym_active_balance(struct lb_env *env)
9921 {
9922         /*
9923          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
9924          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
9925          * highest priority CPUs.
9926          */
9927         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
9928                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
9929 }
9930
9931 static inline bool
9932 imbalanced_active_balance(struct lb_env *env)
9933 {
9934         struct sched_domain *sd = env->sd;
9935
9936         /*
9937          * The imbalanced case includes the case of pinned tasks preventing a fair
9938          * distribution of the load on the system but also the even distribution of the
9939          * threads on a system with spare capacity
9940          */
9941         if ((env->migration_type == migrate_task) &&
9942             (sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2))
9943                 return 1;
9944
9945         return 0;
9946 }
9947
9948 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
9949 {
9950         struct sched_domain *sd = env->sd;
9951
9952         if (asym_active_balance(env))
9953                 return 1;
9954
9955         if (imbalanced_active_balance(env))
9956                 return 1;
9957
9958         /*
9959          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
9960          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
9961          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
9962          * available on dst_cpu.
9963          */
9964         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
9965             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
9966                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
9967                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
9968                         return 1;
9969         }
9970
9971         if (env->migration_type == migrate_misfit)
9972                 return 1;
9973
9974         return 0;
9975 }
9976
9977 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
9978
9979 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
9980 {
9981         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9982         int cpu;
9983
9984         /*
9985          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
9986          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
9987          */
9988         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
9989                 return 0;
9990
9991         /*
9992          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
9993          * to do the newly idle load balance.
9994          */
9995         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9996                 return 1;
9997
9998         /* Try to find first idle CPU */
9999         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
10000                 if (!idle_cpu(cpu))
10001                         continue;
10002
10003                 /* Are we the first idle CPU? */
10004                 return cpu == env->dst_cpu;
10005         }
10006
10007         /* Are we the first CPU of this group ? */
10008         return group_balance_cpu(sg) == env->dst_cpu;
10009 }
10010
10011 /*
10012  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
10013  * tasks if there is an imbalance.
10014  */
10015 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
10016                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
10017                         int *continue_balancing)
10018 {
10019         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
10020         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
10021         struct sched_group *group;
10022         struct rq *busiest;
10023         struct rq_flags rf;
10024         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
10025
10026         struct lb_env env = {
10027                 .sd             = sd,
10028                 .dst_cpu        = this_cpu,
10029                 .dst_rq         = this_rq,
10030                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
10031                 .idle           = idle,
10032                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
10033                 .cpus           = cpus,
10034                 .fbq_type       = all,
10035                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
10036         };
10037
10038         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
10039
10040         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
10041
10042 redo:
10043         if (!should_we_balance(&env)) {
10044                 *continue_balancing = 0;
10045                 goto out_balanced;
10046         }
10047
10048         group = find_busiest_group(&env);
10049         if (!group) {
10050                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
10051                 goto out_balanced;
10052         }
10053
10054         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
10055         if (!busiest) {
10056                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
10057                 goto out_balanced;
10058         }
10059
10060         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
10061
10062         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
10063
10064         env.src_cpu = busiest->cpu;
10065         env.src_rq = busiest;
10066
10067         ld_moved = 0;
10068         /* Clear this flag as soon as we find a pullable task */
10069         env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
10070         if (busiest->nr_running > 1) {
10071                 /*
10072                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
10073                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
10074                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
10075                  * correctly treated as an imbalance.
10076                  */
10077                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
10078
10079 more_balance:
10080                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
10081                 update_rq_clock(busiest);
10082
10083                 /*
10084                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
10085                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
10086                  */
10087                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
10088
10089                 /*
10090                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
10091                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
10092                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
10093                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
10094                  * See task_rq_lock() family for the details.
10095                  */
10096
10097                 rq_unlock(busiest, &rf);
10098
10099                 if (cur_ld_moved) {
10100                         attach_tasks(&env);
10101                         ld_moved += cur_ld_moved;
10102                 }
10103
10104                 local_irq_restore(rf.flags);
10105
10106                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
10107                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
10108                         goto more_balance;
10109                 }
10110
10111                 /*
10112                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
10113                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
10114                  * where they can run. The upper limit on how many times we
10115                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
10116                  * sched_group.
10117                  *
10118                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
10119                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
10120                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
10121                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
10122                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
10123                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
10124                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
10125                  * given_cpu) causing excess load to be moved to given_cpu.
10126                  * This however should not happen so much in practice and
10127                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
10128                  * excess load moved.
10129                  */
10130                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
10131
10132                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
10133                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
10134
10135                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
10136                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
10137                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
10138                         env.loop         = 0;
10139                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
10140
10141                         /*
10142                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
10143                          * need to continue with same src_cpu.
10144                          */
10145                         goto more_balance;
10146                 }
10147
10148                 /*
10149                  * We failed to reach balance because of affinity.
10150                  */
10151                 if (sd_parent) {
10152                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
10153
10154                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
10155                                 *group_imbalance = 1;
10156                 }
10157
10158                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
10159                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
10160                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
10161                         /*
10162                          * Attempting to continue load balancing at the current
10163                          * sched_domain level only makes sense if there are
10164                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
10165                          * pull load from which are not contained within the
10166                          * destination group that is receiving any migrated
10167                          * load.
10168                          */
10169                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
10170                                 env.loop = 0;
10171                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
10172                                 goto redo;
10173                         }
10174                         goto out_all_pinned;
10175                 }
10176         }
10177
10178         if (!ld_moved) {
10179                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
10180                 /*
10181                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
10182                  * We do not want newidle balance, which can be very
10183                  * frequent, pollute the failure counter causing
10184                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
10185                  */
10186                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
10187                         sd->nr_balance_failed++;
10188
10189                 if (need_active_balance(&env)) {
10190                         unsigned long flags;
10191
10192                         raw_spin_rq_lock_irqsave(busiest, flags);
10193
10194                         /*
10195                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
10196                          * if the curr task on busiest CPU can't be
10197                          * moved to this_cpu:
10198                          */
10199                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
10200                                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
10201                                 goto out_one_pinned;
10202                         }
10203
10204                         /* Record that we found at least one task that could run on this_cpu */
10205                         env.flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
10206
10207                         /*
10208                          * ->active_balance synchronizes accesses to
10209                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
10210                          * only after active load balance is finished.
10211                          */
10212                         if (!busiest->active_balance) {
10213                                 busiest->active_balance = 1;
10214                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
10215                                 active_balance = 1;
10216                         }
10217                         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
10218
10219                         if (active_balance) {
10220                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
10221                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
10222                                         &busiest->active_balance_work);
10223                         }
10224                 }
10225         } else {
10226                 sd->nr_balance_failed = 0;
10227         }
10228
10229         if (likely(!active_balance) || need_active_balance(&env)) {
10230                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
10231                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
10232         }
10233
10234         goto out;
10235
10236 out_balanced:
10237         /*
10238          * We reach balance although we may have faced some affinity
10239          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
10240          * a chance to move and fix the imbalance.
10241          */
10242         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
10243                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
10244
10245                 if (*group_imbalance)
10246                         *group_imbalance = 0;
10247         }
10248
10249 out_all_pinned:
10250         /*
10251          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
10252          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
10253          * can try to migrate them.
10254          */
10255         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
10256
10257         sd->nr_balance_failed = 0;
10258
10259 out_one_pinned:
10260         ld_moved = 0;
10261
10262         /*
10263          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
10264          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
10265          * skyrocketing in a short amount of time. Skip the balance_interval
10266          * increase logic to avoid that.
10267          */
10268         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
10269                 goto out;
10270
10271         /* tune up the balancing interval */
10272         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
10273              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
10274             sd->balance_interval < sd->max_interval)
10275                 sd->balance_interval *= 2;
10276 out:
10277         return ld_moved;
10278 }
10279
10280 static inline unsigned long
10281 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
10282 {
10283         unsigned long interval = sd->balance_interval;
10284
10285         if (cpu_busy)
10286                 interval *= sd->busy_factor;
10287
10288         /* scale ms to jiffies */
10289         interval = msecs_to_jiffies(interval);
10290
10291         /*
10292          * Reduce likelihood of busy balancing at higher domains racing with
10293          * balancing at lower domains by preventing their balancing periods
10294          * from being multiples of each other.
10295          */
10296         if (cpu_busy)
10297                 interval -= 1;
10298
10299         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
10300
10301         return interval;
10302 }
10303
10304 static inline void
10305 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
10306 {
10307         unsigned long interval, next;
10308
10309         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
10310         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
10311         next = sd->last_balance + interval;
10312
10313         if (time_after(*next_balance, next))
10314                 *next_balance = next;
10315 }
10316
10317 /*
10318  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
10319  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
10320  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
10321  * avoids physical / logical imbalances.
10322  */
10323 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
10324 {
10325         struct rq *busiest_rq = data;
10326         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
10327         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
10328         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
10329         struct sched_domain *sd;
10330         struct task_struct *p = NULL;
10331         struct rq_flags rf;
10332
10333         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
10334         /*
10335          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
10336          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
10337          * inactive CPUs.
10338          */
10339         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
10340                 goto out_unlock;
10341
10342         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
10343         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
10344                      !busiest_rq->active_balance))
10345                 goto out_unlock;
10346
10347         /* Is there any task to move? */
10348         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
10349                 goto out_unlock;
10350
10351         /*
10352          * This condition is "impossible", if it occurs
10353          * we need to fix it. Originally reported by
10354          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
10355          */
10356         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
10357
10358         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
10359         rcu_read_lock();
10360         for_each_domain(target_cpu, sd) {
10361                 if (cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
10362                         break;
10363         }
10364
10365         if (likely(sd)) {
10366                 struct lb_env env = {
10367                         .sd             = sd,
10368                         .dst_cpu        = target_cpu,
10369                         .dst_rq         = target_rq,
10370                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
10371                         .src_rq         = busiest_rq,
10372                         .idle           = CPU_IDLE,
10373                         .flags          = LBF_ACTIVE_LB,
10374                 };
10375
10376                 schedstat_inc(sd->alb_count);
10377                 update_rq_clock(busiest_rq);
10378
10379                 p = detach_one_task(&env);
10380                 if (p) {
10381                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
10382                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
10383                         sd->nr_balance_failed = 0;
10384                 } else {
10385                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
10386                 }
10387         }
10388         rcu_read_unlock();
10389 out_unlock:
10390         busiest_rq->active_balance = 0;
10391         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
10392
10393         if (p)
10394                 attach_one_task(target_rq, p);
10395
10396         local_irq_enable();
10397
10398         return 0;
10399 }
10400
10401 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
10402
10403 /*
10404  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
10405  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
10406  */
10407 void update_max_interval(void)
10408 {
10409         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
10410 }
10411
10412 /*
10413  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
10414  * and initiates a balancing operation if so.
10415  *
10416  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
10417  */
10418 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
10419 {
10420         int continue_balancing = 1;
10421         int cpu = rq->cpu;
10422         int busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10423         unsigned long interval;
10424         struct sched_domain *sd;
10425         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10426         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
10427         int update_next_balance = 0;
10428         int need_serialize, need_decay = 0;
10429         u64 max_cost = 0;
10430
10431         rcu_read_lock();
10432         for_each_domain(cpu, sd) {
10433                 /*
10434                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
10435                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
10436                  */
10437                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
10438                         sd->max_newidle_lb_cost =
10439                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
10440                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
10441                         need_decay = 1;
10442                 }
10443                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
10444
10445                 /*
10446                  * Stop the load balance at this level. There is another
10447                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
10448                  * actively.
10449                  */
10450                 if (!continue_balancing) {
10451                         if (need_decay)
10452                                 continue;
10453                         break;
10454                 }
10455
10456                 interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10457
10458                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
10459                 if (need_serialize) {
10460                         if (!spin_trylock(&balancing))
10461                                 goto out;
10462                 }
10463
10464                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
10465                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
10466                                 /*
10467                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
10468                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
10469                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
10470                                  */
10471                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10472                                 busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10473                         }
10474                         sd->last_balance = jiffies;
10475                         interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10476                 }
10477                 if (need_serialize)
10478                         spin_unlock(&balancing);
10479 out:
10480                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
10481                         next_balance = sd->last_balance + interval;
10482                         update_next_balance = 1;
10483                 }
10484         }
10485         if (need_decay) {
10486                 /*
10487                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
10488                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
10489                  */
10490                 rq->max_idle_balance_cost =
10491                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
10492         }
10493         rcu_read_unlock();
10494
10495         /*
10496          * next_balance will be updated only when there is a need.
10497          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
10498          * updated.
10499          */
10500         if (likely(update_next_balance))
10501                 rq->next_balance = next_balance;
10502
10503 }
10504
10505 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
10506 {
10507         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
10508 }
10509
10510 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10511 /*
10512  * idle load balancing details
10513  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
10514  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
10515  *   load balancing for all the idle CPUs.
10516  * - HK_FLAG_MISC CPUs are used for this task, because HK_FLAG_SCHED not set
10517  *   anywhere yet.
10518  */
10519
10520 static inline int find_new_ilb(void)
10521 {
10522         int ilb;
10523         const struct cpumask *hk_mask;
10524
10525         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_FLAG_MISC);
10526
10527         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask, hk_mask) {
10528
10529                 if (ilb == smp_processor_id())
10530                         continue;
10531
10532                 if (idle_cpu(ilb))
10533                         return ilb;
10534         }
10535
10536         return nr_cpu_ids;
10537 }
10538
10539 /*
10540  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
10541  * idle CPU in the HK_FLAG_MISC housekeeping set (if there is one).
10542  */
10543 static void kick_ilb(unsigned int flags)
10544 {
10545         int ilb_cpu;
10546
10547         /*
10548          * Increase nohz.next_balance only when if full ilb is triggered but
10549          * not if we only update stats.
10550          */
10551         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10552                 nohz.next_balance = jiffies+1;
10553
10554         ilb_cpu = find_new_ilb();
10555
10556         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
10557                 return;
10558
10559         /*
10560          * Access to rq::nohz_csd is serialized by NOHZ_KICK_MASK; he who sets
10561          * the first flag owns it; cleared by nohz_csd_func().
10562          */
10563         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
10564         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
10565                 return;
10566
10567         /*
10568          * This way we generate an IPI on the target CPU which
10569          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
10570          * will be run before returning from the IPI.
10571          */
10572         smp_call_function_single_async(ilb_cpu, &cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_csd);
10573 }
10574
10575 /*
10576  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
10577  * of idle CPUs in the system.
10578  */
10579 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
10580 {
10581         unsigned long now = jiffies;
10582         struct sched_domain_shared *sds;
10583         struct sched_domain *sd;
10584         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
10585         unsigned int flags = 0;
10586
10587         if (unlikely(rq->idle_balance))
10588                 return;
10589
10590         /*
10591          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
10592          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
10593          */
10594         nohz_balance_exit_idle(rq);
10595
10596         /*
10597          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
10598          * balancing.
10599          */
10600         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
10601                 return;
10602
10603         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
10604             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10605                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
10606
10607         if (time_before(now, nohz.next_balance))
10608                 goto out;
10609
10610         if (rq->nr_running >= 2) {
10611                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
10612                 goto out;
10613         }
10614
10615         rcu_read_lock();
10616
10617         sd = rcu_dereference(rq->sd);
10618         if (sd) {
10619                 /*
10620                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
10621                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
10622                  * on.
10623                  */
10624                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
10625                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10626                         goto unlock;
10627                 }
10628         }
10629
10630         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
10631         if (sd) {
10632                 /*
10633                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
10634                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
10635                  * around.
10636                  */
10637                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
10638                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
10639                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
10640                                 goto unlock;
10641                         }
10642                 }
10643         }
10644
10645         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
10646         if (sd) {
10647                 /*
10648                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
10649                  * to run the misfit task on.
10650                  */
10651                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
10652                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10653                         goto unlock;
10654                 }
10655
10656                 /*
10657                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
10658                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
10659                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
10660                  *
10661                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
10662                  */
10663                 goto unlock;
10664         }
10665
10666         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
10667         if (sds) {
10668                 /*
10669                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
10670                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
10671                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
10672                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
10673                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
10674                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
10675                  * like this LLC domain has tasks we could move.
10676                  */
10677                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
10678                 if (nr_busy > 1) {
10679                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10680                         goto unlock;
10681                 }
10682         }
10683 unlock:
10684         rcu_read_unlock();
10685 out:
10686         if (flags)
10687                 kick_ilb(flags);
10688 }
10689
10690 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
10691 {
10692         struct sched_domain *sd;
10693
10694         rcu_read_lock();
10695         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10696
10697         if (!sd || !sd->nohz_idle)
10698                 goto unlock;
10699         sd->nohz_idle = 0;
10700
10701         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10702 unlock:
10703         rcu_read_unlock();
10704 }
10705
10706 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
10707 {
10708         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
10709
10710         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
10711                 return;
10712
10713         rq->nohz_tick_stopped = 0;
10714         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10715         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
10716
10717         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
10718 }
10719
10720 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
10721 {
10722         struct sched_domain *sd;
10723
10724         rcu_read_lock();
10725         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10726
10727         if (!sd || sd->nohz_idle)
10728                 goto unlock;
10729         sd->nohz_idle = 1;
10730
10731         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10732 unlock:
10733         rcu_read_unlock();
10734 }
10735
10736 /*
10737  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
10738  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
10739  */
10740 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
10741 {
10742         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10743
10744         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
10745
10746         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
10747         if (!cpu_active(cpu))
10748                 return;
10749
10750         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
10751         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
10752                 return;
10753
10754         /*
10755          * Can be set safely without rq->lock held
10756          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
10757          * rq->lock is held during the check and the clear
10758          */
10759         rq->has_blocked_load = 1;
10760
10761         /*
10762          * The tick is still stopped but load could have been added in the
10763          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
10764          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
10765          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
10766          */
10767         if (rq->nohz_tick_stopped)
10768                 goto out;
10769
10770         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
10771         if (on_null_domain(rq))
10772                 return;
10773
10774         rq->nohz_tick_stopped = 1;
10775
10776         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10777         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
10778
10779         /*
10780          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
10781          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
10782          * store.
10783          */
10784         smp_mb__after_atomic();
10785
10786         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
10787
10788 out:
10789         /*
10790          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
10791          * enable the periodic update of the load of idle cpus
10792          */
10793         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10794 }
10795
10796 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq)
10797 {
10798         unsigned int cpu = rq->cpu;
10799
10800         if (!rq->has_blocked_load)
10801                 return false;
10802
10803         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
10804                 return false;
10805
10806         if (!time_after(jiffies, READ_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick)))
10807                 return true;
10808
10809         update_blocked_averages(cpu);
10810
10811         return rq->has_blocked_load;
10812 }
10813
10814 /*
10815  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
10816  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
10817  * tasks movement depending of flags.
10818  */
10819 static void _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
10820                                enum cpu_idle_type idle)
10821 {
10822         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10823         unsigned long now = jiffies;
10824         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
10825         bool has_blocked_load = false;
10826         int update_next_balance = 0;
10827         int this_cpu = this_rq->cpu;
10828         int balance_cpu;
10829         struct rq *rq;
10830
10831         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
10832
10833         /*
10834          * We assume there will be no idle load after this update and clear
10835          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
10836          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
10837          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
10838          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
10839          * check the load of an idle cpu.
10840          */
10841         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
10842
10843         /*
10844          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
10845          * store from nohz_balance_enter_idle().
10846          */
10847         smp_mb();
10848
10849         /*
10850          * Start with the next CPU after this_cpu so we will end with this_cpu and let a
10851          * chance for other idle cpu to pull load.
10852          */
10853         for_each_cpu_wrap(balance_cpu,  nohz.idle_cpus_mask, this_cpu+1) {
10854                 if (!idle_cpu(balance_cpu))
10855                         continue;
10856
10857                 /*
10858                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
10859                  * work being done for other CPUs. Next load
10860                  * balancing owner will pick it up.
10861                  */
10862                 if (need_resched()) {
10863                         has_blocked_load = true;
10864                         goto abort;
10865                 }
10866
10867                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
10868
10869                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq);
10870
10871                 /*
10872                  * If time for next balance is due,
10873                  * do the balance.
10874                  */
10875                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
10876                         struct rq_flags rf;
10877
10878                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10879                         update_rq_clock(rq);
10880                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10881
10882                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10883                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
10884                 }
10885
10886                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
10887                         next_balance = rq->next_balance;
10888                         update_next_balance = 1;
10889                 }
10890         }
10891
10892         /*
10893          * next_balance will be updated only when there is a need.
10894          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
10895          * updated.
10896          */
10897         if (likely(update_next_balance))
10898                 nohz.next_balance = next_balance;
10899
10900         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
10901                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
10902
10903 abort:
10904         /* There is still blocked load, enable periodic update */
10905         if (has_blocked_load)
10906                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10907 }
10908
10909 /*
10910  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
10911  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
10912  */
10913 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10914 {
10915         unsigned int flags = this_rq->nohz_idle_balance;
10916
10917         if (!flags)
10918                 return false;
10919
10920         this_rq->nohz_idle_balance = 0;
10921
10922         if (idle != CPU_IDLE)
10923                 return false;
10924
10925         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
10926
10927         return true;
10928 }
10929
10930 /*
10931  * Check if we need to run the ILB for updating blocked load before entering
10932  * idle state.
10933  */
10934 void nohz_run_idle_balance(int cpu)
10935 {
10936         unsigned int flags;
10937
10938         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
10939
10940         /*
10941          * Update the blocked load only if no SCHED_SOFTIRQ is about to happen
10942          * (ie NOHZ_STATS_KICK set) and will do the same.
10943          */
10944         if ((flags == NOHZ_NEWILB_KICK) && !need_resched())
10945                 _nohz_idle_balance(cpu_rq(cpu), NOHZ_STATS_KICK, CPU_IDLE);
10946 }
10947
10948 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
10949 {
10950         int this_cpu = this_rq->cpu;
10951
10952         /*
10953          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
10954          * housekeeping
10955          */
10956         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
10957                 return;
10958
10959         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
10960         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
10961                 return;
10962
10963         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
10964         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
10965             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10966                 return;
10967
10968         /*
10969          * Set the need to trigger ILB in order to update blocked load
10970          * before entering idle state.
10971          */
10972         atomic_or(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(this_cpu));
10973 }
10974
10975 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10976 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
10977
10978 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10979 {
10980         return false;
10981 }
10982
10983 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
10984 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10985
10986 /*
10987  * newidle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
10988  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
10989  *
10990  * Returns:
10991  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
10992  *     0 - failed, no new tasks
10993  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
10994  */
10995 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
10996 {
10997         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
10998         int this_cpu = this_rq->cpu;
10999         struct sched_domain *sd;
11000         int pulled_task = 0;
11001         u64 curr_cost = 0;
11002
11003         update_misfit_status(NULL, this_rq);
11004
11005         /*
11006          * There is a task waiting to run. No need to search for one.
11007          * Return 0; the task will be enqueued when switching to idle.
11008          */
11009         if (this_rq->ttwu_pending)
11010                 return 0;
11011
11012         /*
11013          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
11014          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
11015          */
11016         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
11017
11018         /*
11019          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
11020          */
11021         if (!cpu_active(this_cpu))
11022                 return 0;
11023
11024         /*
11025          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
11026          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
11027          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
11028          * re-start the picking loop.
11029          */
11030         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
11031
11032         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
11033             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
11034
11035                 rcu_read_lock();
11036                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
11037                 if (sd)
11038                         update_next_balance(sd, &next_balance);
11039                 rcu_read_unlock();
11040
11041                 goto out;
11042         }
11043
11044         raw_spin_rq_unlock(this_rq);
11045
11046         update_blocked_averages(this_cpu);
11047         rcu_read_lock();
11048         for_each_domain(this_cpu, sd) {
11049                 int continue_balancing = 1;
11050                 u64 t0, domain_cost;
11051
11052                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
11053                         update_next_balance(sd, &next_balance);
11054                         break;
11055                 }
11056
11057                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
11058                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
11059
11060                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
11061                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
11062                                                    &continue_balancing);
11063
11064                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
11065                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
11066                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
11067
11068                         curr_cost += domain_cost;
11069                 }
11070
11071                 update_next_balance(sd, &next_balance);
11072
11073                 /*
11074                  * Stop searching for tasks to pull if there are
11075                  * now runnable tasks on this rq.
11076                  */
11077                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0 ||
11078                     this_rq->ttwu_pending)
11079                         break;
11080         }
11081         rcu_read_unlock();
11082
11083         raw_spin_rq_lock(this_rq);
11084
11085         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
11086                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
11087
11088         /*
11089          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
11090          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
11091          * pretend we pulled a task.
11092          */
11093         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
11094                 pulled_task = 1;
11095
11096         /* Is there a task of a high priority class? */
11097         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
11098                 pulled_task = -1;
11099
11100 out:
11101         /* Move the next balance forward */
11102         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
11103                 this_rq->next_balance = next_balance;
11104
11105         if (pulled_task)
11106                 this_rq->idle_stamp = 0;
11107         else
11108                 nohz_newidle_balance(this_rq);
11109
11110         rq_repin_lock(this_rq, rf);
11111
11112         return pulled_task;
11113 }
11114
11115 /*
11116  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
11117  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
11118  */
11119 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
11120 {
11121         struct rq *this_rq = this_rq();
11122         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
11123                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
11124
11125         /*
11126          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
11127          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
11128          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
11129          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
11130          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
11131          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
11132          */
11133         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
11134                 return;
11135
11136         /* normal load balance */
11137         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
11138         rebalance_domains(this_rq, idle);
11139 }
11140
11141 /*
11142  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
11143  */
11144 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
11145 {
11146         /*
11147          * Don't need to rebalance while attached to NULL domain or
11148          * runqueue CPU is not active
11149          */
11150         if (unlikely(on_null_domain(rq) || !cpu_active(cpu_of(rq))))
11151                 return;
11152
11153         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
11154                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
11155
11156         nohz_balancer_kick(rq);
11157 }
11158
11159 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
11160 {
11161         update_sysctl();
11162
11163         update_runtime_enabled(rq);
11164 }
11165
11166 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
11167 {
11168         update_sysctl();
11169
11170         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
11171         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
11172 }
11173
11174 #endif /* CONFIG_SMP */
11175
11176 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
11177 static inline bool
11178 __entity_slice_used(struct sched_entity *se, int min_nr_tasks)
11179 {
11180         u64 slice = sched_slice(cfs_rq_of(se), se);
11181         u64 rtime = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
11182
11183         return (rtime * min_nr_tasks > slice);
11184 }
11185
11186 #define MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE   2
11187 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
11188 {
11189         if (!sched_core_enabled(rq))
11190                 return;
11191
11192         /*
11193          * If runqueue has only one task which used up its slice and
11194          * if the sibling is forced idle, then trigger schedule to
11195          * give forced idle task a chance.
11196          *
11197          * sched_slice() considers only this active rq and it gets the
11198          * whole slice. But during force idle, we have siblings acting
11199          * like a single runqueue and hence we need to consider runnable
11200          * tasks on this CPU and the forced idle CPU. Ideally, we should
11201          * go through the forced idle rq, but that would be a perf hit.
11202          * We can assume that the forced idle CPU has at least
11203          * MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE - 1 tasks and use that to check
11204          * if we need to give up the CPU.
11205          */
11206         if (rq->core->core_forceidle && rq->cfs.nr_running == 1 &&
11207             __entity_slice_used(&curr->se, MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE))
11208                 resched_curr(rq);
11209 }
11210
11211 /*
11212  * se_fi_update - Update the cfs_rq->min_vruntime_fi in a CFS hierarchy if needed.
11213  */
11214 static void se_fi_update(struct sched_entity *se, unsigned int fi_seq, bool forceidle)
11215 {
11216         for_each_sched_entity(se) {
11217                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11218
11219                 if (forceidle) {
11220                         if (cfs_rq->forceidle_seq == fi_seq)
11221                                 break;
11222                         cfs_rq->forceidle_seq = fi_seq;
11223                 }
11224
11225                 cfs_rq->min_vruntime_fi = cfs_rq->min_vruntime;
11226         }
11227 }
11228
11229 void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi)
11230 {
11231         struct sched_entity *se = &p->se;
11232
11233         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
11234                 return;
11235
11236         se_fi_update(se, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
11237 }
11238
11239 bool cfs_prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
11240 {
11241         struct rq *rq = task_rq(a);
11242         struct sched_entity *sea = &a->se;
11243         struct sched_entity *seb = &b->se;
11244         struct cfs_rq *cfs_rqa;
11245         struct cfs_rq *cfs_rqb;
11246         s64 delta;
11247
11248         SCHED_WARN_ON(task_rq(b)->core != rq->core);
11249
11250 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11251         /*
11252          * Find an se in the hierarchy for tasks a and b, such that the se's
11253          * are immediate siblings.
11254          */
11255         while (sea->cfs_rq->tg != seb->cfs_rq->tg) {
11256                 int sea_depth = sea->depth;
11257                 int seb_depth = seb->depth;
11258
11259                 if (sea_depth >= seb_depth)
11260                         sea = parent_entity(sea);
11261                 if (sea_depth <= seb_depth)
11262                         seb = parent_entity(seb);
11263         }
11264
11265         se_fi_update(sea, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
11266         se_fi_update(seb, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
11267
11268         cfs_rqa = sea->cfs_rq;
11269         cfs_rqb = seb->cfs_rq;
11270 #else
11271         cfs_rqa = &task_rq(a)->cfs;
11272         cfs_rqb = &task_rq(b)->cfs;
11273 #endif
11274
11275         /*
11276          * Find delta after normalizing se's vruntime with its cfs_rq's
11277          * min_vruntime_fi, which would have been updated in prior calls
11278          * to se_fi_update().
11279          */
11280         delta = (s64)(sea->vruntime - seb->vruntime) +
11281                 (s64)(cfs_rqb->min_vruntime_fi - cfs_rqa->min_vruntime_fi);
11282
11283         return delta > 0;
11284 }
11285 #else
11286 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr) {}
11287 #endif
11288
11289 /*
11290  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
11291  *
11292  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
11293  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
11294  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
11295  * parameters.
11296  */
11297 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
11298 {
11299         struct cfs_rq *cfs_rq;
11300         struct sched_entity *se = &curr->se;
11301
11302         for_each_sched_entity(se) {
11303                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11304                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
11305         }
11306
11307         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
11308                 task_tick_numa(rq, curr);
11309
11310         update_misfit_status(curr, rq);
11311         update_overutilized_status(task_rq(curr));
11312
11313         task_tick_core(rq, curr);
11314 }
11315
11316 /*
11317  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
11318  *  - child not yet on the tasklist
11319  *  - preemption disabled
11320  */
11321 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
11322 {
11323         struct cfs_rq *cfs_rq;
11324         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
11325         struct rq *rq = this_rq();
11326         struct rq_flags rf;
11327
11328         rq_lock(rq, &rf);
11329         update_rq_clock(rq);
11330
11331         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
11332         curr = cfs_rq->curr;
11333         if (curr) {
11334                 update_curr(cfs_rq);
11335                 se->vruntime = curr->vruntime;
11336         }
11337         place_entity(cfs_rq, se, 1);
11338
11339         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
11340                 /*
11341                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
11342                  * 'current' within the tree based on its new key value.
11343                  */
11344                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
11345                 resched_curr_lazy(rq);
11346         }
11347
11348         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
11349         rq_unlock(rq, &rf);
11350 }
11351
11352 /*
11353  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
11354  * the current task.
11355  */
11356 static void
11357 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
11358 {
11359         if (!task_on_rq_queued(p))
11360                 return;
11361
11362         if (rq->cfs.nr_running == 1)
11363                 return;
11364
11365         /*
11366          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
11367          * our priority decreased, or if we are not currently running on
11368          * this runqueue and our priority is higher than the current's
11369          */
11370         if (task_current(rq, p)) {
11371                 if (p->prio > oldprio)
11372                         resched_curr_lazy(rq);
11373         } else
11374                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
11375 }
11376
11377 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
11378 {
11379         struct sched_entity *se = &p->se;
11380
11381         /*
11382          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
11383          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
11384          * vruntime.
11385          */
11386         if (p->on_rq)
11387                 return true;
11388
11389         /*
11390          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
11391          * But there are some cases where it has already been normalized:
11392          *
11393          * - A forked child which is waiting for being woken up by
11394          *   wake_up_new_task().
11395          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
11396          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
11397          */
11398         if (!se->sum_exec_runtime ||
11399             (READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
11400                 return true;
11401
11402         return false;
11403 }
11404
11405 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11406 /*
11407  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
11408  * visible to the root
11409  */
11410 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11411 {
11412         struct cfs_rq *cfs_rq;
11413
11414         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq_of(se));
11415
11416         /* Start to propagate at parent */
11417         se = se->parent;
11418
11419         for_each_sched_entity(se) {
11420                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11421
11422                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq)){
11423                         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
11424                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
11425                         continue;
11426                 }
11427
11428                 if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
11429                         break;
11430         }
11431 }
11432 #else
11433 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
11434 #endif
11435
11436 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11437 {
11438         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11439
11440         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
11441         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
11442         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
11443         update_tg_load_avg(cfs_rq);
11444         propagate_entity_cfs_rq(se);
11445 }
11446
11447 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11448 {
11449         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11450
11451 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11452         /*
11453          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
11454          * class maintain depth value), reset depth properly.
11455          */
11456         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
11457 #endif
11458
11459         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
11460         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
11461         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
11462         update_tg_load_avg(cfs_rq);
11463         propagate_entity_cfs_rq(se);
11464 }
11465
11466 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
11467 {
11468         struct sched_entity *se = &p->se;
11469         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11470
11471         if (!vruntime_normalized(p)) {
11472                 /*
11473                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
11474                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
11475                  */
11476                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
11477                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
11478         }
11479
11480         detach_entity_cfs_rq(se);
11481 }
11482
11483 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
11484 {
11485         struct sched_entity *se = &p->se;
11486         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11487
11488         attach_entity_cfs_rq(se);
11489
11490         if (!vruntime_normalized(p))
11491                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
11492 }
11493
11494 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
11495 {
11496         detach_task_cfs_rq(p);
11497 }
11498
11499 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
11500 {
11501         attach_task_cfs_rq(p);
11502
11503         if (task_on_rq_queued(p)) {
11504                 /*
11505                  * We were most likely switched from sched_rt, so
11506                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
11507                  * if we can still preempt the current task.
11508                  */
11509                 if (task_current(rq, p))
11510                         resched_curr(rq);
11511                 else
11512                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
11513         }
11514 }
11515
11516 /* Account for a task changing its policy or group.
11517  *
11518  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
11519  * migrates between groups/classes.
11520  */
11521 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
11522 {
11523         struct sched_entity *se = &p->se;
11524
11525 #ifdef CONFIG_SMP
11526         if (task_on_rq_queued(p)) {
11527                 /*
11528                  * Move the next running task to the front of the list, so our
11529                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
11530                  */
11531                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
11532         }
11533 #endif
11534
11535         for_each_sched_entity(se) {
11536                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11537
11538                 set_next_entity(cfs_rq, se);
11539                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
11540                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
11541         }
11542 }
11543
11544 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
11545 {
11546         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
11547         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
11548 #ifndef CONFIG_64BIT
11549         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
11550 #endif
11551 #ifdef CONFIG_SMP
11552         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
11553 #endif
11554 }
11555
11556 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11557 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
11558 {
11559         struct sched_entity *se = &p->se;
11560
11561         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11562         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
11563 }
11564
11565 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
11566 {
11567         detach_task_cfs_rq(p);
11568         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11569
11570 #ifdef CONFIG_SMP
11571         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
11572         p->se.avg.last_update_time = 0;
11573 #endif
11574         attach_task_cfs_rq(p);
11575 }
11576
11577 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
11578 {
11579         switch (type) {
11580         case TASK_SET_GROUP:
11581                 task_set_group_fair(p);
11582                 break;
11583
11584         case TASK_MOVE_GROUP:
11585                 task_move_group_fair(p);
11586                 break;
11587         }
11588 }
11589
11590 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11591 {
11592         int i;
11593
11594         for_each_possible_cpu(i) {
11595                 if (tg->cfs_rq)
11596                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
11597                 if (tg->se)
11598                         kfree(tg->se[i]);
11599         }
11600
11601         kfree(tg->cfs_rq);
11602         kfree(tg->se);
11603 }
11604
11605 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11606 {
11607         struct sched_entity *se;
11608         struct cfs_rq *cfs_rq;
11609         int i;
11610
11611         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
11612         if (!tg->cfs_rq)
11613                 goto err;
11614         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
11615         if (!tg->se)
11616                 goto err;
11617
11618         tg->shares = NICE_0_LOAD;
11619
11620         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11621
11622         for_each_possible_cpu(i) {
11623                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
11624                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11625                 if (!cfs_rq)
11626                         goto err;
11627
11628                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
11629                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11630                 if (!se)
11631                         goto err_free_rq;
11632
11633                 init_cfs_rq(cfs_rq);
11634                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
11635                 init_entity_runnable_average(se);
11636         }
11637
11638         return 1;
11639
11640 err_free_rq:
11641         kfree(cfs_rq);
11642 err:
11643         return 0;
11644 }
11645
11646 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11647 {
11648         struct sched_entity *se;
11649         struct rq_flags rf;
11650         struct rq *rq;
11651         int i;
11652
11653         for_each_possible_cpu(i) {
11654                 rq = cpu_rq(i);
11655                 se = tg->se[i];
11656                 rq_lock_irq(rq, &rf);
11657                 update_rq_clock(rq);
11658                 attach_entity_cfs_rq(se);
11659                 sync_throttle(tg, i);
11660                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
11661         }
11662 }
11663
11664 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11665 {
11666         unsigned long flags;
11667         struct rq *rq;
11668         int cpu;
11669
11670         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11671
11672         for_each_possible_cpu(cpu) {
11673                 if (tg->se[cpu])
11674                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
11675
11676                 /*
11677                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
11678                  * check on_list without danger of it being re-added.
11679                  */
11680                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
11681                         continue;
11682
11683                 rq = cpu_rq(cpu);
11684
11685                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
11686                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
11687                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
11688         }
11689 }
11690
11691 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
11692                         struct sched_entity *se, int cpu,
11693                         struct sched_entity *parent)
11694 {
11695         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11696
11697         cfs_rq->tg = tg;
11698         cfs_rq->rq = rq;
11699         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
11700
11701         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
11702         tg->se[cpu] = se;
11703
11704         /* se could be NULL for root_task_group */
11705         if (!se)
11706                 return;
11707
11708         if (!parent) {
11709                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
11710                 se->depth = 0;
11711         } else {
11712                 se->cfs_rq = parent->my_q;
11713                 se->depth = parent->depth + 1;
11714         }
11715
11716         se->my_q = cfs_rq;
11717         /* guarantee group entities always have weight */
11718         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
11719         se->parent = parent;
11720 }
11721
11722 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
11723
11724 static int __sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11725 {
11726         int i;
11727
11728         lockdep_assert_held(&shares_mutex);
11729
11730         /*
11731          * We can't change the weight of the root cgroup.
11732          */
11733         if (!tg->se[0])
11734                 return -EINVAL;
11735
11736         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
11737
11738         if (tg->shares == shares)
11739                 return 0;
11740
11741         tg->shares = shares;
11742         for_each_possible_cpu(i) {
11743                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11744                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11745                 struct rq_flags rf;
11746
11747                 /* Propagate contribution to hierarchy */
11748                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11749                 update_rq_clock(rq);
11750                 for_each_sched_entity(se) {
11751                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
11752                         update_cfs_group(se);
11753                 }
11754                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11755         }
11756
11757         return 0;
11758 }
11759
11760 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11761 {
11762         int ret;
11763
11764         mutex_lock(&shares_mutex);
11765         if (tg_is_idle(tg))
11766                 ret = -EINVAL;
11767         else
11768                 ret = __sched_group_set_shares(tg, shares);
11769         mutex_unlock(&shares_mutex);
11770
11771         return ret;
11772 }
11773
11774 int sched_group_set_idle(struct task_group *tg, long idle)
11775 {
11776         int i;
11777
11778         if (tg == &root_task_group)
11779                 return -EINVAL;
11780
11781         if (idle < 0 || idle > 1)
11782                 return -EINVAL;
11783
11784         mutex_lock(&shares_mutex);
11785
11786         if (tg->idle == idle) {
11787                 mutex_unlock(&shares_mutex);
11788                 return 0;
11789         }
11790
11791         tg->idle = idle;
11792
11793         for_each_possible_cpu(i) {
11794                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11795                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11796                 struct cfs_rq *grp_cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
11797                 bool was_idle = cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq);
11798                 long idle_task_delta;
11799                 struct rq_flags rf;
11800
11801                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11802
11803                 grp_cfs_rq->idle = idle;
11804                 if (WARN_ON_ONCE(was_idle == cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq)))
11805                         goto next_cpu;
11806
11807                 idle_task_delta = grp_cfs_rq->h_nr_running -
11808                                   grp_cfs_rq->idle_h_nr_running;
11809                 if (!cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq))
11810                         idle_task_delta *= -1;
11811
11812                 for_each_sched_entity(se) {
11813                         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11814
11815                         if (!se->on_rq)
11816                                 break;
11817
11818                         cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
11819
11820                         /* Already accounted at parent level and above. */
11821                         if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
11822                                 break;
11823                 }
11824
11825 next_cpu:
11826                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11827         }
11828
11829         /* Idle groups have minimum weight. */
11830         if (tg_is_idle(tg))
11831                 __sched_group_set_shares(tg, scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO));
11832         else
11833                 __sched_group_set_shares(tg, NICE_0_LOAD);
11834
11835         mutex_unlock(&shares_mutex);
11836         return 0;
11837 }
11838
11839 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11840
11841 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11842
11843 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11844 {
11845         return 1;
11846 }
11847
11848 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11849
11850 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11851
11852 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11853
11854
11855 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
11856 {
11857         struct sched_entity *se = &task->se;
11858         unsigned int rr_interval = 0;
11859
11860         /*
11861          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
11862          * idle runqueue:
11863          */
11864         if (rq->cfs.load.weight)
11865                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
11866
11867         return rr_interval;
11868 }
11869
11870 /*
11871  * All the scheduling class methods:
11872  */
11873 DEFINE_SCHED_CLASS(fair) = {
11874
11875         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
11876         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
11877         .yield_task             = yield_task_fair,
11878         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
11879
11880         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
11881
11882         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
11883         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
11884         .set_next_task          = set_next_task_fair,
11885
11886 #ifdef CONFIG_SMP
11887         .balance                = balance_fair,
11888         .pick_task              = pick_task_fair,
11889         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
11890         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
11891
11892         .rq_online              = rq_online_fair,
11893         .rq_offline             = rq_offline_fair,
11894
11895         .task_dead              = task_dead_fair,
11896         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
11897 #endif
11898
11899         .task_tick              = task_tick_fair,
11900         .task_fork              = task_fork_fair,
11901
11902         .prio_changed           = prio_changed_fair,
11903         .switched_from          = switched_from_fair,
11904         .switched_to            = switched_to_fair,
11905
11906         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
11907
11908         .update_curr            = update_curr_fair,
11909
11910 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11911         .task_change_group      = task_change_group_fair,
11912 #endif
11913
11914 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
11915         .uclamp_enabled         = 1,
11916 #endif
11917 };
11918
11919 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
11920 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
11921 {
11922         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
11923
11924         rcu_read_lock();
11925         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
11926                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
11927         rcu_read_unlock();
11928 }
11929
11930 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
11931 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
11932 {
11933         int node;
11934         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
11935         struct numa_group *ng;
11936
11937         rcu_read_lock();
11938         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
11939         for_each_online_node(node) {
11940                 if (p->numa_faults) {
11941                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
11942                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11943                 }
11944                 if (ng) {
11945                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
11946                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11947                 }
11948                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
11949         }
11950         rcu_read_unlock();
11951 }
11952 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
11953 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
11954
11955 __init void init_sched_fair_class(void)
11956 {
11957 #ifdef CONFIG_SMP
11958         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
11959
11960 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
11961         nohz.next_balance = jiffies;
11962         nohz.next_blocked = jiffies;
11963         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
11964 #endif
11965 #endif /* SMP */
11966
11967 }
11968
11969 /*
11970  * Helper functions to facilitate extracting info from tracepoints.
11971  */
11972
11973 const struct sched_avg *sched_trace_cfs_rq_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
11974 {
11975 #ifdef CONFIG_SMP
11976         return cfs_rq ? &cfs_rq->avg : NULL;
11977 #else
11978         return NULL;
11979 #endif
11980 }
11981 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_avg);
11982
11983 char *sched_trace_cfs_rq_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *str, int len)
11984 {
11985         if (!cfs_rq) {
11986                 if (str)
11987                         strlcpy(str, "(null)", len);
11988                 else
11989                         return NULL;
11990         }
11991
11992         cfs_rq_tg_path(cfs_rq, str, len);
11993         return str;
11994 }
11995 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_path);
11996
11997 int sched_trace_cfs_rq_cpu(struct cfs_rq *cfs_rq)
11998 {
11999         return cfs_rq ? cpu_of(rq_of(cfs_rq)) : -1;
12000 }
12001 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_cpu);
12002
12003 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_rt(struct rq *rq)
12004 {
12005 #ifdef CONFIG_SMP
12006         return rq ? &rq->avg_rt : NULL;
12007 #else
12008         return NULL;
12009 #endif
12010 }
12011 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_rt);
12012
12013 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_dl(struct rq *rq)
12014 {
12015 #ifdef CONFIG_SMP
12016         return rq ? &rq->avg_dl : NULL;
12017 #else
12018         return NULL;
12019 #endif
12020 }
12021 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_dl);
12022
12023 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_irq(struct rq *rq)
12024 {
12025 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ)
12026         return rq ? &rq->avg_irq : NULL;
12027 #else
12028         return NULL;
12029 #endif
12030 }
12031 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_irq);
12032
12033 int sched_trace_rq_cpu(struct rq *rq)
12034 {
12035         return rq ? cpu_of(rq) : -1;
12036 }
12037 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu);
12038
12039 int sched_trace_rq_cpu_capacity(struct rq *rq)
12040 {
12041         return rq ?
12042 #ifdef CONFIG_SMP
12043                 rq->cpu_capacity
12044 #else
12045                 SCHED_CAPACITY_SCALE
12046 #endif
12047                 : -1;
12048 }
12049 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu_capacity);
12050
12051 const struct cpumask *sched_trace_rd_span(struct root_domain *rd)
12052 {
12053 #ifdef CONFIG_SMP
12054         return rd ? rd->span : NULL;
12055 #else
12056         return NULL;
12057 #endif
12058 }
12059 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rd_span);
12060
12061 int sched_trace_rq_nr_running(struct rq *rq)
12062 {
12063         return rq ? rq->nr_running : -1;
12064 }
12065 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_nr_running);