fa9fff0f9620dce1434e62487345230a239a01ee
[platform/kernel/linux-starfive.git] / kernel / sched / fair.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
4  *
5  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
6  *
7  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
8  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
9  *
10  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
11  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
12  *
13  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
14  *  Copyright IBM Corporation, 2007
15  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
16  *
17  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
18  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
19  *
20  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
21  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
22  */
23 #include <linux/energy_model.h>
24 #include <linux/mmap_lock.h>
25 #include <linux/hugetlb_inline.h>
26 #include <linux/jiffies.h>
27 #include <linux/mm_api.h>
28 #include <linux/highmem.h>
29 #include <linux/spinlock_api.h>
30 #include <linux/cpumask_api.h>
31 #include <linux/lockdep_api.h>
32 #include <linux/softirq.h>
33 #include <linux/refcount_api.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/sched/clock.h>
36 #include <linux/sched/cond_resched.h>
37 #include <linux/sched/cputime.h>
38 #include <linux/sched/isolation.h>
39 #include <linux/sched/nohz.h>
40
41 #include <linux/cpuidle.h>
42 #include <linux/interrupt.h>
43 #include <linux/memory-tiers.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/mutex_api.h>
46 #include <linux/profile.h>
47 #include <linux/psi.h>
48 #include <linux/ratelimit.h>
49 #include <linux/task_work.h>
50 #include <linux/rbtree_augmented.h>
51
52 #include <asm/switch_to.h>
53
54 #include <linux/sched/cond_resched.h>
55
56 #include "sched.h"
57 #include "stats.h"
58 #include "autogroup.h"
59
60 /*
61  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
62  *
63  * Options are:
64  *
65  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
66  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
67  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
68  *
69  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
70  */
71 unsigned int sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
72
73 /*
74  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
75  *
76  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
77  */
78 unsigned int sysctl_sched_base_slice                    = 750000ULL;
79 static unsigned int normalized_sysctl_sched_base_slice  = 750000ULL;
80
81 /*
82  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
83  * parent will (try to) run first.
84  */
85 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
86
87 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
88
89 int sched_thermal_decay_shift;
90 static int __init setup_sched_thermal_decay_shift(char *str)
91 {
92         int _shift = 0;
93
94         if (kstrtoint(str, 0, &_shift))
95                 pr_warn("Unable to set scheduler thermal pressure decay shift parameter\n");
96
97         sched_thermal_decay_shift = clamp(_shift, 0, 10);
98         return 1;
99 }
100 __setup("sched_thermal_decay_shift=", setup_sched_thermal_decay_shift);
101
102 #ifdef CONFIG_SMP
103 /*
104  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
105  */
106 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
107 {
108         return -cpu;
109 }
110
111 /*
112  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity.
113  *
114  * (default: ~20%)
115  */
116 #define fits_capacity(cap, max) ((cap) * 1280 < (max) * 1024)
117
118 /*
119  * The margin used when comparing CPU capacities.
120  * is 'cap1' noticeably greater than 'cap2'
121  *
122  * (default: ~5%)
123  */
124 #define capacity_greater(cap1, cap2) ((cap1) * 1024 > (cap2) * 1078)
125 #endif
126
127 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
128 /*
129  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
130  * each time a cfs_rq requests quota.
131  *
132  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
133  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
134  * we will always only issue the remaining available time.
135  *
136  * (default: 5 msec, units: microseconds)
137  */
138 static unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice            = 5000UL;
139 #endif
140
141 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
142 /* Restrict the NUMA promotion throughput (MB/s) for each target node. */
143 static unsigned int sysctl_numa_balancing_promote_rate_limit = 65536;
144 #endif
145
146 #ifdef CONFIG_SYSCTL
147 static struct ctl_table sched_fair_sysctls[] = {
148         {
149                 .procname       = "sched_child_runs_first",
150                 .data           = &sysctl_sched_child_runs_first,
151                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
152                 .mode           = 0644,
153                 .proc_handler   = proc_dointvec,
154         },
155 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
156         {
157                 .procname       = "sched_cfs_bandwidth_slice_us",
158                 .data           = &sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice,
159                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
160                 .mode           = 0644,
161                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
162                 .extra1         = SYSCTL_ONE,
163         },
164 #endif
165 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
166         {
167                 .procname       = "numa_balancing_promote_rate_limit_MBps",
168                 .data           = &sysctl_numa_balancing_promote_rate_limit,
169                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
170                 .mode           = 0644,
171                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
172                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
173         },
174 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
175         {}
176 };
177
178 static int __init sched_fair_sysctl_init(void)
179 {
180         register_sysctl_init("kernel", sched_fair_sysctls);
181         return 0;
182 }
183 late_initcall(sched_fair_sysctl_init);
184 #endif
185
186 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
187 {
188         lw->weight += inc;
189         lw->inv_weight = 0;
190 }
191
192 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
193 {
194         lw->weight -= dec;
195         lw->inv_weight = 0;
196 }
197
198 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
199 {
200         lw->weight = w;
201         lw->inv_weight = 0;
202 }
203
204 /*
205  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
206  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
207  * to users decreases. But the relationship is not linear,
208  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
209  * number of CPUs.
210  *
211  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
212  */
213 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
214 {
215         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
216         unsigned int factor;
217
218         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
219         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
220                 factor = 1;
221                 break;
222         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
223                 factor = cpus;
224                 break;
225         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
226         default:
227                 factor = 1 + ilog2(cpus);
228                 break;
229         }
230
231         return factor;
232 }
233
234 static void update_sysctl(void)
235 {
236         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
237
238 #define SET_SYSCTL(name) \
239         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
240         SET_SYSCTL(sched_base_slice);
241 #undef SET_SYSCTL
242 }
243
244 void __init sched_init_granularity(void)
245 {
246         update_sysctl();
247 }
248
249 #define WMULT_CONST     (~0U)
250 #define WMULT_SHIFT     32
251
252 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
253 {
254         unsigned long w;
255
256         if (likely(lw->inv_weight))
257                 return;
258
259         w = scale_load_down(lw->weight);
260
261         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
262                 lw->inv_weight = 1;
263         else if (unlikely(!w))
264                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
265         else
266                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
267 }
268
269 /*
270  * delta_exec * weight / lw.weight
271  *   OR
272  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
273  *
274  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
275  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
276  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
277  *
278  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
279  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
280  */
281 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
282 {
283         u64 fact = scale_load_down(weight);
284         u32 fact_hi = (u32)(fact >> 32);
285         int shift = WMULT_SHIFT;
286         int fs;
287
288         __update_inv_weight(lw);
289
290         if (unlikely(fact_hi)) {
291                 fs = fls(fact_hi);
292                 shift -= fs;
293                 fact >>= fs;
294         }
295
296         fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
297
298         fact_hi = (u32)(fact >> 32);
299         if (fact_hi) {
300                 fs = fls(fact_hi);
301                 shift -= fs;
302                 fact >>= fs;
303         }
304
305         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
306 }
307
308 /*
309  * delta /= w
310  */
311 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
312 {
313         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
314                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
315
316         return delta;
317 }
318
319 const struct sched_class fair_sched_class;
320
321 /**************************************************************
322  * CFS operations on generic schedulable entities:
323  */
324
325 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
326
327 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
328 #define for_each_sched_entity(se) \
329                 for (; se; se = se->parent)
330
331 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
332 {
333         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
334         int cpu = cpu_of(rq);
335
336         if (cfs_rq->on_list)
337                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
338
339         cfs_rq->on_list = 1;
340
341         /*
342          * Ensure we either appear before our parent (if already
343          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
344          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
345          * reduces this to two cases and a special case for the root
346          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
347          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
348          * to a tree or when we reach the top of the tree
349          */
350         if (cfs_rq->tg->parent &&
351             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
352                 /*
353                  * If parent is already on the list, we add the child
354                  * just before. Thanks to circular linked property of
355                  * the list, this means to put the child at the tail
356                  * of the list that starts by parent.
357                  */
358                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
359                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
360                 /*
361                  * The branch is now connected to its tree so we can
362                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
363                  * list.
364                  */
365                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
366                 return true;
367         }
368
369         if (!cfs_rq->tg->parent) {
370                 /*
371                  * cfs rq without parent should be put
372                  * at the tail of the list.
373                  */
374                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
375                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
376                 /*
377                  * We have reach the top of a tree so we can reset
378                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
379                  */
380                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
381                 return true;
382         }
383
384         /*
385          * The parent has not already been added so we want to
386          * make sure that it will be put after us.
387          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
388          * where we will add parent.
389          */
390         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
391         /*
392          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
393          * of the branch
394          */
395         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
396         return false;
397 }
398
399 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
400 {
401         if (cfs_rq->on_list) {
402                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
403
404                 /*
405                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
406                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
407                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
408                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
409                  * at the end of the enqueue.
410                  */
411                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
412                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
413
414                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
415                 cfs_rq->on_list = 0;
416         }
417 }
418
419 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
420 {
421         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
422 }
423
424 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
425 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
426         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
427                                  leaf_cfs_rq_list)
428
429 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
430 static inline struct cfs_rq *
431 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
432 {
433         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
434                 return se->cfs_rq;
435
436         return NULL;
437 }
438
439 static inline struct sched_entity *parent_entity(const struct sched_entity *se)
440 {
441         return se->parent;
442 }
443
444 static void
445 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
446 {
447         int se_depth, pse_depth;
448
449         /*
450          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
451          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
452          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
453          * parent.
454          */
455
456         /* First walk up until both entities are at same depth */
457         se_depth = (*se)->depth;
458         pse_depth = (*pse)->depth;
459
460         while (se_depth > pse_depth) {
461                 se_depth--;
462                 *se = parent_entity(*se);
463         }
464
465         while (pse_depth > se_depth) {
466                 pse_depth--;
467                 *pse = parent_entity(*pse);
468         }
469
470         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
471                 *se = parent_entity(*se);
472                 *pse = parent_entity(*pse);
473         }
474 }
475
476 static int tg_is_idle(struct task_group *tg)
477 {
478         return tg->idle > 0;
479 }
480
481 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
482 {
483         return cfs_rq->idle > 0;
484 }
485
486 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
487 {
488         if (entity_is_task(se))
489                 return task_has_idle_policy(task_of(se));
490         return cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se));
491 }
492
493 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
494
495 #define for_each_sched_entity(se) \
496                 for (; se; se = NULL)
497
498 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
499 {
500         return true;
501 }
502
503 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
504 {
505 }
506
507 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
508 {
509 }
510
511 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
512                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
513
514 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
515 {
516         return NULL;
517 }
518
519 static inline void
520 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
521 {
522 }
523
524 static inline int tg_is_idle(struct task_group *tg)
525 {
526         return 0;
527 }
528
529 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
530 {
531         return 0;
532 }
533
534 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
535 {
536         return 0;
537 }
538
539 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
540
541 static __always_inline
542 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
543
544 /**************************************************************
545  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
546  */
547
548 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
549 {
550         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
551         if (delta > 0)
552                 max_vruntime = vruntime;
553
554         return max_vruntime;
555 }
556
557 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
558 {
559         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
560         if (delta < 0)
561                 min_vruntime = vruntime;
562
563         return min_vruntime;
564 }
565
566 static inline bool entity_before(const struct sched_entity *a,
567                                  const struct sched_entity *b)
568 {
569         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
570 }
571
572 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
573 {
574         return (s64)(se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime);
575 }
576
577 #define __node_2_se(node) \
578         rb_entry((node), struct sched_entity, run_node)
579
580 /*
581  * Compute virtual time from the per-task service numbers:
582  *
583  * Fair schedulers conserve lag:
584  *
585  *   \Sum lag_i = 0
586  *
587  * Where lag_i is given by:
588  *
589  *   lag_i = S - s_i = w_i * (V - v_i)
590  *
591  * Where S is the ideal service time and V is it's virtual time counterpart.
592  * Therefore:
593  *
594  *   \Sum lag_i = 0
595  *   \Sum w_i * (V - v_i) = 0
596  *   \Sum w_i * V - w_i * v_i = 0
597  *
598  * From which we can solve an expression for V in v_i (which we have in
599  * se->vruntime):
600  *
601  *       \Sum v_i * w_i   \Sum v_i * w_i
602  *   V = -------------- = --------------
603  *          \Sum w_i            W
604  *
605  * Specifically, this is the weighted average of all entity virtual runtimes.
606  *
607  * [[ NOTE: this is only equal to the ideal scheduler under the condition
608  *          that join/leave operations happen at lag_i = 0, otherwise the
609  *          virtual time has non-continguous motion equivalent to:
610  *
611  *            V +-= lag_i / W
612  *
613  *          Also see the comment in place_entity() that deals with this. ]]
614  *
615  * However, since v_i is u64, and the multiplcation could easily overflow
616  * transform it into a relative form that uses smaller quantities:
617  *
618  * Substitute: v_i == (v_i - v0) + v0
619  *
620  *     \Sum ((v_i - v0) + v0) * w_i   \Sum (v_i - v0) * w_i
621  * V = ---------------------------- = --------------------- + v0
622  *                  W                            W
623  *
624  * Which we track using:
625  *
626  *                    v0 := cfs_rq->min_vruntime
627  * \Sum (v_i - v0) * w_i := cfs_rq->avg_vruntime
628  *              \Sum w_i := cfs_rq->avg_load
629  *
630  * Since min_vruntime is a monotonic increasing variable that closely tracks
631  * the per-task service, these deltas: (v_i - v), will be in the order of the
632  * maximal (virtual) lag induced in the system due to quantisation.
633  *
634  * Also, we use scale_load_down() to reduce the size.
635  *
636  * As measured, the max (key * weight) value was ~44 bits for a kernel build.
637  */
638 static void
639 avg_vruntime_add(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
640 {
641         unsigned long weight = scale_load_down(se->load.weight);
642         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
643
644         cfs_rq->avg_vruntime += key * weight;
645         cfs_rq->avg_load += weight;
646 }
647
648 static void
649 avg_vruntime_sub(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
650 {
651         unsigned long weight = scale_load_down(se->load.weight);
652         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
653
654         cfs_rq->avg_vruntime -= key * weight;
655         cfs_rq->avg_load -= weight;
656 }
657
658 static inline
659 void avg_vruntime_update(struct cfs_rq *cfs_rq, s64 delta)
660 {
661         /*
662          * v' = v + d ==> avg_vruntime' = avg_runtime - d*avg_load
663          */
664         cfs_rq->avg_vruntime -= cfs_rq->avg_load * delta;
665 }
666
667 /*
668  * Specifically: avg_runtime() + 0 must result in entity_eligible() := true
669  * For this to be so, the result of this function must have a left bias.
670  */
671 u64 avg_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
672 {
673         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
674         s64 avg = cfs_rq->avg_vruntime;
675         long load = cfs_rq->avg_load;
676
677         if (curr && curr->on_rq) {
678                 unsigned long weight = scale_load_down(curr->load.weight);
679
680                 avg += entity_key(cfs_rq, curr) * weight;
681                 load += weight;
682         }
683
684         if (load) {
685                 /* sign flips effective floor / ceil */
686                 if (avg < 0)
687                         avg -= (load - 1);
688                 avg = div_s64(avg, load);
689         }
690
691         return cfs_rq->min_vruntime + avg;
692 }
693
694 /*
695  * lag_i = S - s_i = w_i * (V - v_i)
696  *
697  * However, since V is approximated by the weighted average of all entities it
698  * is possible -- by addition/removal/reweight to the tree -- to move V around
699  * and end up with a larger lag than we started with.
700  *
701  * Limit this to either double the slice length with a minimum of TICK_NSEC
702  * since that is the timing granularity.
703  *
704  * EEVDF gives the following limit for a steady state system:
705  *
706  *   -r_max < lag < max(r_max, q)
707  *
708  * XXX could add max_slice to the augmented data to track this.
709  */
710 static void update_entity_lag(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
711 {
712         s64 lag, limit;
713
714         SCHED_WARN_ON(!se->on_rq);
715         lag = avg_vruntime(cfs_rq) - se->vruntime;
716
717         limit = calc_delta_fair(max_t(u64, 2*se->slice, TICK_NSEC), se);
718         se->vlag = clamp(lag, -limit, limit);
719 }
720
721 /*
722  * Entity is eligible once it received less service than it ought to have,
723  * eg. lag >= 0.
724  *
725  * lag_i = S - s_i = w_i*(V - v_i)
726  *
727  * lag_i >= 0 -> V >= v_i
728  *
729  *     \Sum (v_i - v)*w_i
730  * V = ------------------ + v
731  *          \Sum w_i
732  *
733  * lag_i >= 0 -> \Sum (v_i - v)*w_i >= (v_i - v)*(\Sum w_i)
734  *
735  * Note: using 'avg_vruntime() > se->vruntime' is inacurate due
736  *       to the loss in precision caused by the division.
737  */
738 int entity_eligible(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
739 {
740         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
741         s64 avg = cfs_rq->avg_vruntime;
742         long load = cfs_rq->avg_load;
743
744         if (curr && curr->on_rq) {
745                 unsigned long weight = scale_load_down(curr->load.weight);
746
747                 avg += entity_key(cfs_rq, curr) * weight;
748                 load += weight;
749         }
750
751         return avg >= entity_key(cfs_rq, se) * load;
752 }
753
754 static u64 __update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 vruntime)
755 {
756         u64 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
757         /*
758          * open coded max_vruntime() to allow updating avg_vruntime
759          */
760         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
761         if (delta > 0) {
762                 avg_vruntime_update(cfs_rq, delta);
763                 min_vruntime = vruntime;
764         }
765         return min_vruntime;
766 }
767
768 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
769 {
770         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
771         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
772
773         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
774
775         if (curr) {
776                 if (curr->on_rq)
777                         vruntime = curr->vruntime;
778                 else
779                         curr = NULL;
780         }
781
782         if (se) {
783                 if (!curr)
784                         vruntime = se->vruntime;
785                 else
786                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
787         }
788
789         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
790         u64_u32_store(cfs_rq->min_vruntime,
791                       __update_min_vruntime(cfs_rq, vruntime));
792 }
793
794 static inline bool __entity_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
795 {
796         return entity_before(__node_2_se(a), __node_2_se(b));
797 }
798
799 #define deadline_gt(field, lse, rse) ({ (s64)((lse)->field - (rse)->field) > 0; })
800
801 static inline void __update_min_deadline(struct sched_entity *se, struct rb_node *node)
802 {
803         if (node) {
804                 struct sched_entity *rse = __node_2_se(node);
805                 if (deadline_gt(min_deadline, se, rse))
806                         se->min_deadline = rse->min_deadline;
807         }
808 }
809
810 /*
811  * se->min_deadline = min(se->deadline, left->min_deadline, right->min_deadline)
812  */
813 static inline bool min_deadline_update(struct sched_entity *se, bool exit)
814 {
815         u64 old_min_deadline = se->min_deadline;
816         struct rb_node *node = &se->run_node;
817
818         se->min_deadline = se->deadline;
819         __update_min_deadline(se, node->rb_right);
820         __update_min_deadline(se, node->rb_left);
821
822         return se->min_deadline == old_min_deadline;
823 }
824
825 RB_DECLARE_CALLBACKS(static, min_deadline_cb, struct sched_entity,
826                      run_node, min_deadline, min_deadline_update);
827
828 /*
829  * Enqueue an entity into the rb-tree:
830  */
831 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
832 {
833         avg_vruntime_add(cfs_rq, se);
834         se->min_deadline = se->deadline;
835         rb_add_augmented_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline,
836                                 __entity_less, &min_deadline_cb);
837 }
838
839 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
840 {
841         rb_erase_augmented_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline,
842                                   &min_deadline_cb);
843         avg_vruntime_sub(cfs_rq, se);
844 }
845
846 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
847 {
848         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
849
850         if (!left)
851                 return NULL;
852
853         return __node_2_se(left);
854 }
855
856 /*
857  * Earliest Eligible Virtual Deadline First
858  *
859  * In order to provide latency guarantees for different request sizes
860  * EEVDF selects the best runnable task from two criteria:
861  *
862  *  1) the task must be eligible (must be owed service)
863  *
864  *  2) from those tasks that meet 1), we select the one
865  *     with the earliest virtual deadline.
866  *
867  * We can do this in O(log n) time due to an augmented RB-tree. The
868  * tree keeps the entries sorted on service, but also functions as a
869  * heap based on the deadline by keeping:
870  *
871  *  se->min_deadline = min(se->deadline, se->{left,right}->min_deadline)
872  *
873  * Which allows an EDF like search on (sub)trees.
874  */
875 static struct sched_entity *__pick_eevdf(struct cfs_rq *cfs_rq)
876 {
877         struct rb_node *node = cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
878         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
879         struct sched_entity *best = NULL;
880         struct sched_entity *best_left = NULL;
881
882         if (curr && (!curr->on_rq || !entity_eligible(cfs_rq, curr)))
883                 curr = NULL;
884         best = curr;
885
886         /*
887          * Once selected, run a task until it either becomes non-eligible or
888          * until it gets a new slice. See the HACK in set_next_entity().
889          */
890         if (sched_feat(RUN_TO_PARITY) && curr && curr->vlag == curr->deadline)
891                 return curr;
892
893         while (node) {
894                 struct sched_entity *se = __node_2_se(node);
895
896                 /*
897                  * If this entity is not eligible, try the left subtree.
898                  */
899                 if (!entity_eligible(cfs_rq, se)) {
900                         node = node->rb_left;
901                         continue;
902                 }
903
904                 /*
905                  * Now we heap search eligible trees for the best (min_)deadline
906                  */
907                 if (!best || deadline_gt(deadline, best, se))
908                         best = se;
909
910                 /*
911                  * Every se in a left branch is eligible, keep track of the
912                  * branch with the best min_deadline
913                  */
914                 if (node->rb_left) {
915                         struct sched_entity *left = __node_2_se(node->rb_left);
916
917                         if (!best_left || deadline_gt(min_deadline, best_left, left))
918                                 best_left = left;
919
920                         /*
921                          * min_deadline is in the left branch. rb_left and all
922                          * descendants are eligible, so immediately switch to the second
923                          * loop.
924                          */
925                         if (left->min_deadline == se->min_deadline)
926                                 break;
927                 }
928
929                 /* min_deadline is at this node, no need to look right */
930                 if (se->deadline == se->min_deadline)
931                         break;
932
933                 /* else min_deadline is in the right branch. */
934                 node = node->rb_right;
935         }
936
937         /*
938          * We ran into an eligible node which is itself the best.
939          * (Or nr_running == 0 and both are NULL)
940          */
941         if (!best_left || (s64)(best_left->min_deadline - best->deadline) > 0)
942                 return best;
943
944         /*
945          * Now best_left and all of its children are eligible, and we are just
946          * looking for deadline == min_deadline
947          */
948         node = &best_left->run_node;
949         while (node) {
950                 struct sched_entity *se = __node_2_se(node);
951
952                 /* min_deadline is the current node */
953                 if (se->deadline == se->min_deadline)
954                         return se;
955
956                 /* min_deadline is in the left branch */
957                 if (node->rb_left &&
958                     __node_2_se(node->rb_left)->min_deadline == se->min_deadline) {
959                         node = node->rb_left;
960                         continue;
961                 }
962
963                 /* else min_deadline is in the right branch */
964                 node = node->rb_right;
965         }
966         return NULL;
967 }
968
969 static struct sched_entity *pick_eevdf(struct cfs_rq *cfs_rq)
970 {
971         struct sched_entity *se = __pick_eevdf(cfs_rq);
972
973         if (!se) {
974                 struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
975                 if (left) {
976                         pr_err("EEVDF scheduling fail, picking leftmost\n");
977                         return left;
978                 }
979         }
980
981         return se;
982 }
983
984 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
985 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
986 {
987         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
988
989         if (!last)
990                 return NULL;
991
992         return __node_2_se(last);
993 }
994
995 /**************************************************************
996  * Scheduling class statistics methods:
997  */
998 #ifdef CONFIG_SMP
999 int sched_update_scaling(void)
1000 {
1001         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
1002
1003 #define WRT_SYSCTL(name) \
1004         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
1005         WRT_SYSCTL(sched_base_slice);
1006 #undef WRT_SYSCTL
1007
1008         return 0;
1009 }
1010 #endif
1011 #endif
1012
1013 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se);
1014
1015 /*
1016  * XXX: strictly: vd_i += N*r_i/w_i such that: vd_i > ve_i
1017  * this is probably good enough.
1018  */
1019 static void update_deadline(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1020 {
1021         if ((s64)(se->vruntime - se->deadline) < 0)
1022                 return;
1023
1024         /*
1025          * For EEVDF the virtual time slope is determined by w_i (iow.
1026          * nice) while the request time r_i is determined by
1027          * sysctl_sched_base_slice.
1028          */
1029         se->slice = sysctl_sched_base_slice;
1030
1031         /*
1032          * EEVDF: vd_i = ve_i + r_i / w_i
1033          */
1034         se->deadline = se->vruntime + calc_delta_fair(se->slice, se);
1035
1036         /*
1037          * The task has consumed its request, reschedule.
1038          */
1039         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
1040                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
1041                 clear_buddies(cfs_rq, se);
1042         }
1043 }
1044
1045 #include "pelt.h"
1046 #ifdef CONFIG_SMP
1047
1048 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
1049 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
1050 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1051
1052 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
1053 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
1054 {
1055         struct sched_avg *sa = &se->avg;
1056
1057         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
1058
1059         /*
1060          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
1061          * they get a chance to stabilize to their real load level.
1062          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
1063          * nothing has been attached to the task group yet.
1064          */
1065         if (entity_is_task(se))
1066                 sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
1067
1068         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
1069 }
1070
1071 /*
1072  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
1073  * based on the cfs_rq's current util_avg:
1074  *
1075  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
1076  *
1077  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
1078  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
1079  * as when the series is a harmonic series.
1080  *
1081  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
1082  * only 1/2 of the left utilization budget:
1083  *
1084  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
1085  *
1086  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
1087  *
1088  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
1089  * the beginning would be like:
1090  *
1091  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
1092  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
1093  *
1094  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
1095  * if util_avg > util_avg_cap.
1096  */
1097 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
1098 {
1099         struct sched_entity *se = &p->se;
1100         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1101         struct sched_avg *sa = &se->avg;
1102         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
1103         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
1104
1105         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
1106                 /*
1107                  * For !fair tasks do:
1108                  *
1109                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
1110                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
1111                 switched_from_fair(rq, p);
1112                  *
1113                  * such that the next switched_to_fair() has the
1114                  * expected state.
1115                  */
1116                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
1117                 return;
1118         }
1119
1120         if (cap > 0) {
1121                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
1122                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
1123                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
1124
1125                         if (sa->util_avg > cap)
1126                                 sa->util_avg = cap;
1127                 } else {
1128                         sa->util_avg = cap;
1129                 }
1130         }
1131
1132         sa->runnable_avg = sa->util_avg;
1133 }
1134
1135 #else /* !CONFIG_SMP */
1136 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
1137 {
1138 }
1139 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
1140 {
1141 }
1142 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
1143 {
1144 }
1145 #endif /* CONFIG_SMP */
1146
1147 /*
1148  * Update the current task's runtime statistics.
1149  */
1150 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
1151 {
1152         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
1153         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1154         u64 delta_exec;
1155
1156         if (unlikely(!curr))
1157                 return;
1158
1159         delta_exec = now - curr->exec_start;
1160         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
1161                 return;
1162
1163         curr->exec_start = now;
1164
1165         if (schedstat_enabled()) {
1166                 struct sched_statistics *stats;
1167
1168                 stats = __schedstats_from_se(curr);
1169                 __schedstat_set(stats->exec_max,
1170                                 max(delta_exec, stats->exec_max));
1171         }
1172
1173         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
1174         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
1175
1176         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
1177         update_deadline(cfs_rq, curr);
1178         update_min_vruntime(cfs_rq);
1179
1180         if (entity_is_task(curr)) {
1181                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
1182
1183                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
1184                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
1185                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
1186         }
1187
1188         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
1189 }
1190
1191 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
1192 {
1193         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
1194 }
1195
1196 static inline void
1197 update_stats_wait_start_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1198 {
1199         struct sched_statistics *stats;
1200         struct task_struct *p = NULL;
1201
1202         if (!schedstat_enabled())
1203                 return;
1204
1205         stats = __schedstats_from_se(se);
1206
1207         if (entity_is_task(se))
1208                 p = task_of(se);
1209
1210         __update_stats_wait_start(rq_of(cfs_rq), p, stats);
1211 }
1212
1213 static inline void
1214 update_stats_wait_end_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1215 {
1216         struct sched_statistics *stats;
1217         struct task_struct *p = NULL;
1218
1219         if (!schedstat_enabled())
1220                 return;
1221
1222         stats = __schedstats_from_se(se);
1223
1224         /*
1225          * When the sched_schedstat changes from 0 to 1, some sched se
1226          * maybe already in the runqueue, the se->statistics.wait_start
1227          * will be 0.So it will let the delta wrong. We need to avoid this
1228          * scenario.
1229          */
1230         if (unlikely(!schedstat_val(stats->wait_start)))
1231                 return;
1232
1233         if (entity_is_task(se))
1234                 p = task_of(se);
1235
1236         __update_stats_wait_end(rq_of(cfs_rq), p, stats);
1237 }
1238
1239 static inline void
1240 update_stats_enqueue_sleeper_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1241 {
1242         struct sched_statistics *stats;
1243         struct task_struct *tsk = NULL;
1244
1245         if (!schedstat_enabled())
1246                 return;
1247
1248         stats = __schedstats_from_se(se);
1249
1250         if (entity_is_task(se))
1251                 tsk = task_of(se);
1252
1253         __update_stats_enqueue_sleeper(rq_of(cfs_rq), tsk, stats);
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Task is being enqueued - update stats:
1258  */
1259 static inline void
1260 update_stats_enqueue_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1261 {
1262         if (!schedstat_enabled())
1263                 return;
1264
1265         /*
1266          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1267          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1268          */
1269         if (se != cfs_rq->curr)
1270                 update_stats_wait_start_fair(cfs_rq, se);
1271
1272         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1273                 update_stats_enqueue_sleeper_fair(cfs_rq, se);
1274 }
1275
1276 static inline void
1277 update_stats_dequeue_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1278 {
1279
1280         if (!schedstat_enabled())
1281                 return;
1282
1283         /*
1284          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1285          * waiting task:
1286          */
1287         if (se != cfs_rq->curr)
1288                 update_stats_wait_end_fair(cfs_rq, se);
1289
1290         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1291                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1292                 unsigned int state;
1293
1294                 /* XXX racy against TTWU */
1295                 state = READ_ONCE(tsk->__state);
1296                 if (state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1297                         __schedstat_set(tsk->stats.sleep_start,
1298                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1299                 if (state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1300                         __schedstat_set(tsk->stats.block_start,
1301                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1302         }
1303 }
1304
1305 /*
1306  * We are picking a new current task - update its stats:
1307  */
1308 static inline void
1309 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1310 {
1311         /*
1312          * We are starting a new run period:
1313          */
1314         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1315 }
1316
1317 /**************************************************
1318  * Scheduling class queueing methods:
1319  */
1320
1321 static inline bool is_core_idle(int cpu)
1322 {
1323 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1324         int sibling;
1325
1326         for_each_cpu(sibling, cpu_smt_mask(cpu)) {
1327                 if (cpu == sibling)
1328                         continue;
1329
1330                 if (!idle_cpu(sibling))
1331                         return false;
1332         }
1333 #endif
1334
1335         return true;
1336 }
1337
1338 #ifdef CONFIG_NUMA
1339 #define NUMA_IMBALANCE_MIN 2
1340
1341 static inline long
1342 adjust_numa_imbalance(int imbalance, int dst_running, int imb_numa_nr)
1343 {
1344         /*
1345          * Allow a NUMA imbalance if busy CPUs is less than the maximum
1346          * threshold. Above this threshold, individual tasks may be contending
1347          * for both memory bandwidth and any shared HT resources.  This is an
1348          * approximation as the number of running tasks may not be related to
1349          * the number of busy CPUs due to sched_setaffinity.
1350          */
1351         if (dst_running > imb_numa_nr)
1352                 return imbalance;
1353
1354         /*
1355          * Allow a small imbalance based on a simple pair of communicating
1356          * tasks that remain local when the destination is lightly loaded.
1357          */
1358         if (imbalance <= NUMA_IMBALANCE_MIN)
1359                 return 0;
1360
1361         return imbalance;
1362 }
1363 #endif /* CONFIG_NUMA */
1364
1365 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1366 /*
1367  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1368  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1369  * numa_balancing_scan_size.
1370  */
1371 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1372 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1373
1374 /* Portion of address space to scan in MB */
1375 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1376
1377 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1378 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1379
1380 /* The page with hint page fault latency < threshold in ms is considered hot */
1381 unsigned int sysctl_numa_balancing_hot_threshold = MSEC_PER_SEC;
1382
1383 struct numa_group {
1384         refcount_t refcount;
1385
1386         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1387         int nr_tasks;
1388         pid_t gid;
1389         int active_nodes;
1390
1391         struct rcu_head rcu;
1392         unsigned long total_faults;
1393         unsigned long max_faults_cpu;
1394         /*
1395          * faults[] array is split into two regions: faults_mem and faults_cpu.
1396          *
1397          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1398          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1399          * more by CPU use than by memory faults.
1400          */
1401         unsigned long faults[];
1402 };
1403
1404 /*
1405  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1406  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1407  */
1408 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1409 {
1410         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1411                 (lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p))) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1412 }
1413
1414 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1415 {
1416         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1417 }
1418
1419 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1420 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1421
1422 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1423 {
1424         unsigned long rss = 0;
1425         unsigned long nr_scan_pages;
1426
1427         /*
1428          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1429          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1430          * on resident pages
1431          */
1432         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1433         rss = get_mm_rss(p->mm);
1434         if (!rss)
1435                 rss = nr_scan_pages;
1436
1437         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1438         return rss / nr_scan_pages;
1439 }
1440
1441 /* For sanity's sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1442 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1443
1444 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1445 {
1446         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1447         unsigned int scan, floor;
1448         unsigned int windows = 1;
1449
1450         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1451                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1452         floor = 1000 / windows;
1453
1454         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1455         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1456 }
1457
1458 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1459 {
1460         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1461         unsigned long period = smin;
1462         struct numa_group *ng;
1463
1464         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1465         rcu_read_lock();
1466         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1467         if (ng) {
1468                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1469                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1470
1471                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1472                 period *= shared + 1;
1473                 period /= private + shared + 1;
1474         }
1475         rcu_read_unlock();
1476
1477         return max(smin, period);
1478 }
1479
1480 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1481 {
1482         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1483         unsigned long smax;
1484         struct numa_group *ng;
1485
1486         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1487         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1488
1489         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1490         ng = deref_curr_numa_group(p);
1491         if (ng) {
1492                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1493                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1494                 unsigned long period = smax;
1495
1496                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1497                 period *= shared + 1;
1498                 period /= private + shared + 1;
1499
1500                 smax = max(smax, period);
1501         }
1502
1503         return max(smin, smax);
1504 }
1505
1506 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1507 {
1508         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1509         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1510 }
1511
1512 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1513 {
1514         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1515         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1516 }
1517
1518 /* Shared or private faults. */
1519 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1520
1521 /* Memory and CPU locality */
1522 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1523
1524 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1525 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1526
1527 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1528 {
1529         struct numa_group *ng;
1530         pid_t gid = 0;
1531
1532         rcu_read_lock();
1533         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1534         if (ng)
1535                 gid = ng->gid;
1536         rcu_read_unlock();
1537
1538         return gid;
1539 }
1540
1541 /*
1542  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1543  * occupy the first half of the array. The second half of the
1544  * array is for current counters, which are averaged into the
1545  * first set by task_numa_placement.
1546  */
1547 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1548 {
1549         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1550 }
1551
1552 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1553 {
1554         if (!p->numa_faults)
1555                 return 0;
1556
1557         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1558                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1559 }
1560
1561 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1562 {
1563         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1564
1565         if (!ng)
1566                 return 0;
1567
1568         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1569                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1570 }
1571
1572 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1573 {
1574         return group->faults[task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, 0)] +
1575                 group->faults[task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, 1)];
1576 }
1577
1578 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1579 {
1580         unsigned long faults = 0;
1581         int node;
1582
1583         for_each_online_node(node) {
1584                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1585         }
1586
1587         return faults;
1588 }
1589
1590 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1591 {
1592         unsigned long faults = 0;
1593         int node;
1594
1595         for_each_online_node(node) {
1596                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1597         }
1598
1599         return faults;
1600 }
1601
1602 /*
1603  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1604  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1605  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1606  */
1607 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1608
1609 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1610 {
1611         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1612 }
1613
1614 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1615 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1616                                         int lim_dist, bool task)
1617 {
1618         unsigned long score = 0;
1619         int node, max_dist;
1620
1621         /*
1622          * All nodes are directly connected, and the same distance
1623          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1624          */
1625         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1626                 return 0;
1627
1628         /* sched_max_numa_distance may be changed in parallel. */
1629         max_dist = READ_ONCE(sched_max_numa_distance);
1630         /*
1631          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1632          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1633          */
1634         for_each_online_node(node) {
1635                 unsigned long faults;
1636                 int dist = node_distance(nid, node);
1637
1638                 /*
1639                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1640                  * for placement; nid was already counted.
1641                  */
1642                 if (dist >= max_dist || node == nid)
1643                         continue;
1644
1645                 /*
1646                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1647                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1648                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1649                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1650                  * of each group. Skip other nodes.
1651                  */
1652                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE && dist >= lim_dist)
1653                         continue;
1654
1655                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1656                 if (task)
1657                         faults = task_faults(p, node);
1658                 else
1659                         faults = group_faults(p, node);
1660
1661                 /*
1662                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1663                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1664                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1665                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1666                  * The further away a node is, the less the faults count.
1667                  * This seems to result in good task placement.
1668                  */
1669                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1670                         faults *= (max_dist - dist);
1671                         faults /= (max_dist - LOCAL_DISTANCE);
1672                 }
1673
1674                 score += faults;
1675         }
1676
1677         return score;
1678 }
1679
1680 /*
1681  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1682  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1683  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1684  * evenly spread out between numa nodes.
1685  */
1686 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1687                                         int dist)
1688 {
1689         unsigned long faults, total_faults;
1690
1691         if (!p->numa_faults)
1692                 return 0;
1693
1694         total_faults = p->total_numa_faults;
1695
1696         if (!total_faults)
1697                 return 0;
1698
1699         faults = task_faults(p, nid);
1700         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1701
1702         return 1000 * faults / total_faults;
1703 }
1704
1705 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1706                                          int dist)
1707 {
1708         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1709         unsigned long faults, total_faults;
1710
1711         if (!ng)
1712                 return 0;
1713
1714         total_faults = ng->total_faults;
1715
1716         if (!total_faults)
1717                 return 0;
1718
1719         faults = group_faults(p, nid);
1720         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1721
1722         return 1000 * faults / total_faults;
1723 }
1724
1725 /*
1726  * If memory tiering mode is enabled, cpupid of slow memory page is
1727  * used to record scan time instead of CPU and PID.  When tiering mode
1728  * is disabled at run time, the scan time (in cpupid) will be
1729  * interpreted as CPU and PID.  So CPU needs to be checked to avoid to
1730  * access out of array bound.
1731  */
1732 static inline bool cpupid_valid(int cpupid)
1733 {
1734         return cpupid_to_cpu(cpupid) < nr_cpu_ids;
1735 }
1736
1737 /*
1738  * For memory tiering mode, if there are enough free pages (more than
1739  * enough watermark defined here) in fast memory node, to take full
1740  * advantage of fast memory capacity, all recently accessed slow
1741  * memory pages will be migrated to fast memory node without
1742  * considering hot threshold.
1743  */
1744 static bool pgdat_free_space_enough(struct pglist_data *pgdat)
1745 {
1746         int z;
1747         unsigned long enough_wmark;
1748
1749         enough_wmark = max(1UL * 1024 * 1024 * 1024 >> PAGE_SHIFT,
1750                            pgdat->node_present_pages >> 4);
1751         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
1752                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1753
1754                 if (!populated_zone(zone))
1755                         continue;
1756
1757                 if (zone_watermark_ok(zone, 0,
1758                                       wmark_pages(zone, WMARK_PROMO) + enough_wmark,
1759                                       ZONE_MOVABLE, 0))
1760                         return true;
1761         }
1762         return false;
1763 }
1764
1765 /*
1766  * For memory tiering mode, when page tables are scanned, the scan
1767  * time will be recorded in struct page in addition to make page
1768  * PROT_NONE for slow memory page.  So when the page is accessed, in
1769  * hint page fault handler, the hint page fault latency is calculated
1770  * via,
1771  *
1772  *      hint page fault latency = hint page fault time - scan time
1773  *
1774  * The smaller the hint page fault latency, the higher the possibility
1775  * for the page to be hot.
1776  */
1777 static int numa_hint_fault_latency(struct page *page)
1778 {
1779         int last_time, time;
1780
1781         time = jiffies_to_msecs(jiffies);
1782         last_time = xchg_page_access_time(page, time);
1783
1784         return (time - last_time) & PAGE_ACCESS_TIME_MASK;
1785 }
1786
1787 /*
1788  * For memory tiering mode, too high promotion/demotion throughput may
1789  * hurt application latency.  So we provide a mechanism to rate limit
1790  * the number of pages that are tried to be promoted.
1791  */
1792 static bool numa_promotion_rate_limit(struct pglist_data *pgdat,
1793                                       unsigned long rate_limit, int nr)
1794 {
1795         unsigned long nr_cand;
1796         unsigned int now, start;
1797
1798         now = jiffies_to_msecs(jiffies);
1799         mod_node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_CANDIDATE, nr);
1800         nr_cand = node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_CANDIDATE);
1801         start = pgdat->nbp_rl_start;
1802         if (now - start > MSEC_PER_SEC &&
1803             cmpxchg(&pgdat->nbp_rl_start, start, now) == start)
1804                 pgdat->nbp_rl_nr_cand = nr_cand;
1805         if (nr_cand - pgdat->nbp_rl_nr_cand >= rate_limit)
1806                 return true;
1807         return false;
1808 }
1809
1810 #define NUMA_MIGRATION_ADJUST_STEPS     16
1811
1812 static void numa_promotion_adjust_threshold(struct pglist_data *pgdat,
1813                                             unsigned long rate_limit,
1814                                             unsigned int ref_th)
1815 {
1816         unsigned int now, start, th_period, unit_th, th;
1817         unsigned long nr_cand, ref_cand, diff_cand;
1818
1819         now = jiffies_to_msecs(jiffies);
1820         th_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_max;
1821         start = pgdat->nbp_th_start;
1822         if (now - start > th_period &&
1823             cmpxchg(&pgdat->nbp_th_start, start, now) == start) {
1824                 ref_cand = rate_limit *
1825                         sysctl_numa_balancing_scan_period_max / MSEC_PER_SEC;
1826                 nr_cand = node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_CANDIDATE);
1827                 diff_cand = nr_cand - pgdat->nbp_th_nr_cand;
1828                 unit_th = ref_th * 2 / NUMA_MIGRATION_ADJUST_STEPS;
1829                 th = pgdat->nbp_threshold ? : ref_th;
1830                 if (diff_cand > ref_cand * 11 / 10)
1831                         th = max(th - unit_th, unit_th);
1832                 else if (diff_cand < ref_cand * 9 / 10)
1833                         th = min(th + unit_th, ref_th * 2);
1834                 pgdat->nbp_th_nr_cand = nr_cand;
1835                 pgdat->nbp_threshold = th;
1836         }
1837 }
1838
1839 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1840                                 int src_nid, int dst_cpu)
1841 {
1842         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1843         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1844         int last_cpupid, this_cpupid;
1845
1846         /*
1847          * The pages in slow memory node should be migrated according
1848          * to hot/cold instead of private/shared.
1849          */
1850         if (sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING &&
1851             !node_is_toptier(src_nid)) {
1852                 struct pglist_data *pgdat;
1853                 unsigned long rate_limit;
1854                 unsigned int latency, th, def_th;
1855
1856                 pgdat = NODE_DATA(dst_nid);
1857                 if (pgdat_free_space_enough(pgdat)) {
1858                         /* workload changed, reset hot threshold */
1859                         pgdat->nbp_threshold = 0;
1860                         return true;
1861                 }
1862
1863                 def_th = sysctl_numa_balancing_hot_threshold;
1864                 rate_limit = sysctl_numa_balancing_promote_rate_limit << \
1865                         (20 - PAGE_SHIFT);
1866                 numa_promotion_adjust_threshold(pgdat, rate_limit, def_th);
1867
1868                 th = pgdat->nbp_threshold ? : def_th;
1869                 latency = numa_hint_fault_latency(page);
1870                 if (latency >= th)
1871                         return false;
1872
1873                 return !numa_promotion_rate_limit(pgdat, rate_limit,
1874                                                   thp_nr_pages(page));
1875         }
1876
1877         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1878         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1879
1880         if (!(sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING) &&
1881             !node_is_toptier(src_nid) && !cpupid_valid(last_cpupid))
1882                 return false;
1883
1884         /*
1885          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1886          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1887          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1888          * executed below.
1889          */
1890         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1891             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1892                 return true;
1893
1894         /*
1895          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1896          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1897          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1898          *
1899          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1900          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1901          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1902          *
1903          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1904          * same result twice in a row, given these samples are fully
1905          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1906          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1907          *
1908          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1909          * act on an unlikely task<->page relation.
1910          */
1911         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1912                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1913                 return false;
1914
1915         /* Always allow migrate on private faults */
1916         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1917                 return true;
1918
1919         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1920         if (!ng)
1921                 return true;
1922
1923         /*
1924          * Destination node is much more heavily used than the source
1925          * node? Allow migration.
1926          */
1927         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1928                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1929                 return true;
1930
1931         /*
1932          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1933          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1934          *
1935          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1936          * --------------- * - > ---------------
1937          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1938          */
1939         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1940                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1941 }
1942
1943 /*
1944  * 'numa_type' describes the node at the moment of load balancing.
1945  */
1946 enum numa_type {
1947         /* The node has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
1948         node_has_spare = 0,
1949         /*
1950          * The node is fully used and the tasks don't compete for more CPU
1951          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
1952          */
1953         node_fully_busy,
1954         /*
1955          * The node is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
1956          * tasks.
1957          */
1958         node_overloaded
1959 };
1960
1961 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1962 struct numa_stats {
1963         unsigned long load;
1964         unsigned long runnable;
1965         unsigned long util;
1966         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1967         unsigned long compute_capacity;
1968         unsigned int nr_running;
1969         unsigned int weight;
1970         enum numa_type node_type;
1971         int idle_cpu;
1972 };
1973
1974 struct task_numa_env {
1975         struct task_struct *p;
1976
1977         int src_cpu, src_nid;
1978         int dst_cpu, dst_nid;
1979         int imb_numa_nr;
1980
1981         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1982
1983         int imbalance_pct;
1984         int dist;
1985
1986         struct task_struct *best_task;
1987         long best_imp;
1988         int best_cpu;
1989 };
1990
1991 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq);
1992 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq);
1993
1994 static inline enum
1995 numa_type numa_classify(unsigned int imbalance_pct,
1996                          struct numa_stats *ns)
1997 {
1998         if ((ns->nr_running > ns->weight) &&
1999             (((ns->compute_capacity * 100) < (ns->util * imbalance_pct)) ||
2000              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) < (ns->runnable * 100))))
2001                 return node_overloaded;
2002
2003         if ((ns->nr_running < ns->weight) ||
2004             (((ns->compute_capacity * 100) > (ns->util * imbalance_pct)) &&
2005              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) > (ns->runnable * 100))))
2006                 return node_has_spare;
2007
2008         return node_fully_busy;
2009 }
2010
2011 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
2012 /* Forward declarations of select_idle_sibling helpers */
2013 static inline bool test_idle_cores(int cpu);
2014 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
2015 {
2016         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present) ||
2017             idle_core >= 0 || !test_idle_cores(cpu))
2018                 return idle_core;
2019
2020         /*
2021          * Prefer cores instead of packing HT siblings
2022          * and triggering future load balancing.
2023          */
2024         if (is_core_idle(cpu))
2025                 idle_core = cpu;
2026
2027         return idle_core;
2028 }
2029 #else
2030 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
2031 {
2032         return idle_core;
2033 }
2034 #endif
2035
2036 /*
2037  * Gather all necessary information to make NUMA balancing placement
2038  * decisions that are compatible with standard load balancer. This
2039  * borrows code and logic from update_sg_lb_stats but sharing a
2040  * common implementation is impractical.
2041  */
2042 static void update_numa_stats(struct task_numa_env *env,
2043                               struct numa_stats *ns, int nid,
2044                               bool find_idle)
2045 {
2046         int cpu, idle_core = -1;
2047
2048         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
2049         ns->idle_cpu = -1;
2050
2051         rcu_read_lock();
2052         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
2053                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2054
2055                 ns->load += cpu_load(rq);
2056                 ns->runnable += cpu_runnable(rq);
2057                 ns->util += cpu_util_cfs(cpu);
2058                 ns->nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
2059                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
2060
2061                 if (find_idle && idle_core < 0 && !rq->nr_running && idle_cpu(cpu)) {
2062                         if (READ_ONCE(rq->numa_migrate_on) ||
2063                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
2064                                 continue;
2065
2066                         if (ns->idle_cpu == -1)
2067                                 ns->idle_cpu = cpu;
2068
2069                         idle_core = numa_idle_core(idle_core, cpu);
2070                 }
2071         }
2072         rcu_read_unlock();
2073
2074         ns->weight = cpumask_weight(cpumask_of_node(nid));
2075
2076         ns->node_type = numa_classify(env->imbalance_pct, ns);
2077
2078         if (idle_core >= 0)
2079                 ns->idle_cpu = idle_core;
2080 }
2081
2082 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
2083                              struct task_struct *p, long imp)
2084 {
2085         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
2086
2087         /* Check if run-queue part of active NUMA balance. */
2088         if (env->best_cpu != env->dst_cpu && xchg(&rq->numa_migrate_on, 1)) {
2089                 int cpu;
2090                 int start = env->dst_cpu;
2091
2092                 /* Find alternative idle CPU. */
2093                 for_each_cpu_wrap(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid), start + 1) {
2094                         if (cpu == env->best_cpu || !idle_cpu(cpu) ||
2095                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr)) {
2096                                 continue;
2097                         }
2098
2099                         env->dst_cpu = cpu;
2100                         rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
2101                         if (!xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
2102                                 goto assign;
2103                 }
2104
2105                 /* Failed to find an alternative idle CPU */
2106                 return;
2107         }
2108
2109 assign:
2110         /*
2111          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
2112          * found a better CPU to move/swap.
2113          */
2114         if (env->best_cpu != -1 && env->best_cpu != env->dst_cpu) {
2115                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
2116                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
2117         }
2118
2119         if (env->best_task)
2120                 put_task_struct(env->best_task);
2121         if (p)
2122                 get_task_struct(p);
2123
2124         env->best_task = p;
2125         env->best_imp = imp;
2126         env->best_cpu = env->dst_cpu;
2127 }
2128
2129 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
2130                                 struct task_numa_env *env)
2131 {
2132         long imb, old_imb;
2133         long orig_src_load, orig_dst_load;
2134         long src_capacity, dst_capacity;
2135
2136         /*
2137          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
2138          *
2139          * src_load        dst_load
2140          * ------------ vs ---------
2141          * src_capacity    dst_capacity
2142          */
2143         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
2144         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
2145
2146         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
2147
2148         orig_src_load = env->src_stats.load;
2149         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
2150
2151         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
2152
2153         /* Would this change make things worse? */
2154         return (imb > old_imb);
2155 }
2156
2157 /*
2158  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
2159  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
2160  * Used to deter task migration.
2161  */
2162 #define SMALLIMP        30
2163
2164 /*
2165  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
2166  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
2167  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
2168  * be exchanged with the source task
2169  */
2170 static bool task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
2171                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
2172 {
2173         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
2174         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
2175         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
2176         struct task_struct *cur;
2177         long src_load, dst_load;
2178         int dist = env->dist;
2179         long moveimp = imp;
2180         long load;
2181         bool stopsearch = false;
2182
2183         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
2184                 return false;
2185
2186         rcu_read_lock();
2187         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
2188         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
2189                 cur = NULL;
2190
2191         /*
2192          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
2193          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
2194          */
2195         if (cur == env->p) {
2196                 stopsearch = true;
2197                 goto unlock;
2198         }
2199
2200         if (!cur) {
2201                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
2202                         goto assign;
2203                 else
2204                         goto unlock;
2205         }
2206
2207         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu. */
2208         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
2209                 goto unlock;
2210
2211         /*
2212          * Skip this swap candidate if it is not moving to its preferred
2213          * node and the best task is.
2214          */
2215         if (env->best_task &&
2216             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
2217             cur->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
2218                 goto unlock;
2219         }
2220
2221         /*
2222          * "imp" is the fault differential for the source task between the
2223          * source and destination node. Calculate the total differential for
2224          * the source task and potential destination task. The more negative
2225          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
2226          * be incurred if the tasks were swapped.
2227          *
2228          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
2229          * in any group then look only at task weights.
2230          */
2231         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
2232         if (cur_ng == p_ng) {
2233                 /*
2234                  * Do not swap within a group or between tasks that have
2235                  * no group if there is spare capacity. Swapping does
2236                  * not address the load imbalance and helps one task at
2237                  * the cost of punishing another.
2238                  */
2239                 if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare)
2240                         goto unlock;
2241
2242                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
2243                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
2244                 /*
2245                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
2246                  * tasks within a group over tiny differences.
2247                  */
2248                 if (cur_ng)
2249                         imp -= imp / 16;
2250         } else {
2251                 /*
2252                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
2253                  * (not part of a group), use the task weight instead.
2254                  */
2255                 if (cur_ng && p_ng)
2256                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
2257                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
2258                 else
2259                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
2260                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
2261         }
2262
2263         /* Discourage picking a task already on its preferred node */
2264         if (cur->numa_preferred_nid == env->dst_nid)
2265                 imp -= imp / 16;
2266
2267         /*
2268          * Encourage picking a task that moves to its preferred node.
2269          * This potentially makes imp larger than it's maximum of
2270          * 1998 (see SMALLIMP and task_weight for why) but in this
2271          * case, it does not matter.
2272          */
2273         if (cur->numa_preferred_nid == env->src_nid)
2274                 imp += imp / 8;
2275
2276         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
2277                 imp = moveimp;
2278                 cur = NULL;
2279                 goto assign;
2280         }
2281
2282         /*
2283          * Prefer swapping with a task moving to its preferred node over a
2284          * task that is not.
2285          */
2286         if (env->best_task && cur->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
2287             env->best_task->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
2288                 goto assign;
2289         }
2290
2291         /*
2292          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
2293          * task migration might only result in ping pong
2294          * of tasks and also hurt performance due to cache
2295          * misses.
2296          */
2297         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
2298                 goto unlock;
2299
2300         /*
2301          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
2302          */
2303         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
2304         if (!load)
2305                 goto assign;
2306
2307         dst_load = env->dst_stats.load + load;
2308         src_load = env->src_stats.load - load;
2309
2310         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
2311                 goto unlock;
2312
2313 assign:
2314         /* Evaluate an idle CPU for a task numa move. */
2315         if (!cur) {
2316                 int cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
2317
2318                 /* Nothing cached so current CPU went idle since the search. */
2319                 if (cpu < 0)
2320                         cpu = env->dst_cpu;
2321
2322                 /*
2323                  * If the CPU is no longer truly idle and the previous best CPU
2324                  * is, keep using it.
2325                  */
2326                 if (!idle_cpu(cpu) && env->best_cpu >= 0 &&
2327                     idle_cpu(env->best_cpu)) {
2328                         cpu = env->best_cpu;
2329                 }
2330
2331                 env->dst_cpu = cpu;
2332         }
2333
2334         task_numa_assign(env, cur, imp);
2335
2336         /*
2337          * If a move to idle is allowed because there is capacity or load
2338          * balance improves then stop the search. While a better swap
2339          * candidate may exist, a search is not free.
2340          */
2341         if (maymove && !cur && env->best_cpu >= 0 && idle_cpu(env->best_cpu))
2342                 stopsearch = true;
2343
2344         /*
2345          * If a swap candidate must be identified and the current best task
2346          * moves its preferred node then stop the search.
2347          */
2348         if (!maymove && env->best_task &&
2349             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid) {
2350                 stopsearch = true;
2351         }
2352 unlock:
2353         rcu_read_unlock();
2354
2355         return stopsearch;
2356 }
2357
2358 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
2359                                 long taskimp, long groupimp)
2360 {
2361         bool maymove = false;
2362         int cpu;
2363
2364         /*
2365          * If dst node has spare capacity, then check if there is an
2366          * imbalance that would be overruled by the load balancer.
2367          */
2368         if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare) {
2369                 unsigned int imbalance;
2370                 int src_running, dst_running;
2371
2372                 /*
2373                  * Would movement cause an imbalance? Note that if src has
2374                  * more running tasks that the imbalance is ignored as the
2375                  * move improves the imbalance from the perspective of the
2376                  * CPU load balancer.
2377                  * */
2378                 src_running = env->src_stats.nr_running - 1;
2379                 dst_running = env->dst_stats.nr_running + 1;
2380                 imbalance = max(0, dst_running - src_running);
2381                 imbalance = adjust_numa_imbalance(imbalance, dst_running,
2382                                                   env->imb_numa_nr);
2383
2384                 /* Use idle CPU if there is no imbalance */
2385                 if (!imbalance) {
2386                         maymove = true;
2387                         if (env->dst_stats.idle_cpu >= 0) {
2388                                 env->dst_cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
2389                                 task_numa_assign(env, NULL, 0);
2390                                 return;
2391                         }
2392                 }
2393         } else {
2394                 long src_load, dst_load, load;
2395                 /*
2396                  * If the improvement from just moving env->p direction is better
2397                  * than swapping tasks around, check if a move is possible.
2398                  */
2399                 load = task_h_load(env->p);
2400                 dst_load = env->dst_stats.load + load;
2401                 src_load = env->src_stats.load - load;
2402                 maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
2403         }
2404
2405         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
2406                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
2407                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
2408                         continue;
2409
2410                 env->dst_cpu = cpu;
2411                 if (task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove))
2412                         break;
2413         }
2414 }
2415
2416 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
2417 {
2418         struct task_numa_env env = {
2419                 .p = p,
2420
2421                 .src_cpu = task_cpu(p),
2422                 .src_nid = task_node(p),
2423
2424                 .imbalance_pct = 112,
2425
2426                 .best_task = NULL,
2427                 .best_imp = 0,
2428                 .best_cpu = -1,
2429         };
2430         unsigned long taskweight, groupweight;
2431         struct sched_domain *sd;
2432         long taskimp, groupimp;
2433         struct numa_group *ng;
2434         struct rq *best_rq;
2435         int nid, ret, dist;
2436
2437         /*
2438          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
2439          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
2440          *
2441          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
2442          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
2443          * to satisfy here.
2444          */
2445         rcu_read_lock();
2446         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
2447         if (sd) {
2448                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2449                 env.imb_numa_nr = sd->imb_numa_nr;
2450         }
2451         rcu_read_unlock();
2452
2453         /*
2454          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
2455          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
2456          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
2457          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
2458          */
2459         if (unlikely(!sd)) {
2460                 sched_setnuma(p, task_node(p));
2461                 return -EINVAL;
2462         }
2463
2464         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
2465         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2466         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2467         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2468         update_numa_stats(&env, &env.src_stats, env.src_nid, false);
2469         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
2470         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
2471         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2472
2473         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
2474         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2475
2476         /*
2477          * Look at other nodes in these cases:
2478          * - there is no space available on the preferred_nid
2479          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
2480          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
2481          *   we need to check other locations.
2482          */
2483         ng = deref_curr_numa_group(p);
2484         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
2485                 for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2486                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
2487                                 continue;
2488
2489                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2490                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
2491                                                 dist != env.dist) {
2492                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2493                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2494                         }
2495
2496                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
2497                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
2498                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
2499                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
2500                                 continue;
2501
2502                         env.dist = dist;
2503                         env.dst_nid = nid;
2504                         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2505                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2506                 }
2507         }
2508
2509         /*
2510          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
2511          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
2512          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
2513          * settle down.
2514          * A task that migrated to a second choice node will be better off
2515          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
2516          */
2517         if (ng) {
2518                 if (env.best_cpu == -1)
2519                         nid = env.src_nid;
2520                 else
2521                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
2522
2523                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
2524                         sched_setnuma(p, nid);
2525         }
2526
2527         /* No better CPU than the current one was found. */
2528         if (env.best_cpu == -1) {
2529                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, -1);
2530                 return -EAGAIN;
2531         }
2532
2533         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
2534         if (env.best_task == NULL) {
2535                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
2536                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2537                 if (ret != 0)
2538                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, env.best_cpu);
2539                 return ret;
2540         }
2541
2542         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
2543         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2544
2545         if (ret != 0)
2546                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_task, env.best_cpu);
2547         put_task_struct(env.best_task);
2548         return ret;
2549 }
2550
2551 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
2552 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
2553 {
2554         unsigned long interval = HZ;
2555
2556         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
2557         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
2558                 return;
2559
2560         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
2561         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
2562         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
2563
2564         /* Success if task is already running on preferred CPU */
2565         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
2566                 return;
2567
2568         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
2569         task_numa_migrate(p);
2570 }
2571
2572 /*
2573  * Find out how many nodes the workload is actively running on. Do this by
2574  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
2575  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
2576  * located.
2577  */
2578 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
2579 {
2580         unsigned long faults, max_faults = 0;
2581         int nid, active_nodes = 0;
2582
2583         for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2584                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2585                 if (faults > max_faults)
2586                         max_faults = faults;
2587         }
2588
2589         for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2590                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2591                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
2592                         active_nodes++;
2593         }
2594
2595         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
2596         numa_group->active_nodes = active_nodes;
2597 }
2598
2599 /*
2600  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
2601  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
2602  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
2603  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
2604  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
2605  */
2606 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
2607 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
2608
2609 /*
2610  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
2611  * our memory is already on our local node, or if the majority of
2612  * the page accesses are shared with other processes.
2613  * Otherwise, decrease the scan period.
2614  */
2615 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
2616                         unsigned long shared, unsigned long private)
2617 {
2618         unsigned int period_slot;
2619         int lr_ratio, ps_ratio;
2620         int diff;
2621
2622         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
2623         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
2624
2625         /*
2626          * If there were no record hinting faults then either the task is
2627          * completely idle or all activity is in areas that are not of interest
2628          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
2629          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
2630          * node is overloaded. In either case, scan slower
2631          */
2632         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
2633                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
2634                         p->numa_scan_period << 1);
2635
2636                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
2637                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2638
2639                 return;
2640         }
2641
2642         /*
2643          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
2644          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
2645          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
2646          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
2647          */
2648         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
2649         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
2650         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
2651
2652         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2653                 /*
2654                  * Most memory accesses are local. There is no need to
2655                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
2656                  */
2657                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2658                 if (!slot)
2659                         slot = 1;
2660                 diff = slot * period_slot;
2661         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2662                 /*
2663                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
2664                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
2665                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
2666                  */
2667                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2668                 if (!slot)
2669                         slot = 1;
2670                 diff = slot * period_slot;
2671         } else {
2672                 /*
2673                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
2674                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
2675                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
2676                  */
2677                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2678                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2679         }
2680
2681         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2682                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2683         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2684 }
2685
2686 /*
2687  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2688  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2689  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2690  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2691  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2692  */
2693 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2694 {
2695         u64 runtime, delta, now;
2696         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2697         now = p->se.exec_start;
2698         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2699
2700         if (p->last_task_numa_placement) {
2701                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2702                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2703
2704                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2705                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2706                         *period = 0;
2707         } else {
2708                 delta = p->se.avg.load_sum;
2709                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2710         }
2711
2712         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2713         p->last_task_numa_placement = now;
2714
2715         return delta;
2716 }
2717
2718 /*
2719  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2720  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2721  * otherwise workloads might not converge.
2722  */
2723 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2724 {
2725         nodemask_t nodes;
2726         int dist;
2727
2728         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2729         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2730                 return nid;
2731
2732         /*
2733          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2734          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2735          * both the node itself, and on nearby nodes.
2736          */
2737         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2738                 unsigned long score, max_score = 0;
2739                 int node, max_node = nid;
2740
2741                 dist = sched_max_numa_distance;
2742
2743                 for_each_node_state(node, N_CPU) {
2744                         score = group_weight(p, node, dist);
2745                         if (score > max_score) {
2746                                 max_score = score;
2747                                 max_node = node;
2748                         }
2749                 }
2750                 return max_node;
2751         }
2752
2753         /*
2754          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2755          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2756          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2757          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2758          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2759          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2760          * keep the complexity of the search down.
2761          */
2762         nodes = node_states[N_CPU];
2763         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2764                 unsigned long max_faults = 0;
2765                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2766                 int a, b;
2767
2768                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2769                 if (!find_numa_distance(dist))
2770                         continue;
2771
2772                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2773                         unsigned long faults = 0;
2774                         nodemask_t this_group;
2775                         nodes_clear(this_group);
2776
2777                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2778                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2779                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2780                                         faults += group_faults(p, b);
2781                                         node_set(b, this_group);
2782                                         node_clear(b, nodes);
2783                                 }
2784                         }
2785
2786                         /* Remember the top group. */
2787                         if (faults > max_faults) {
2788                                 max_faults = faults;
2789                                 max_group = this_group;
2790                                 /*
2791                                  * subtle: at the smallest distance there is
2792                                  * just one node left in each "group", the
2793                                  * winner is the preferred nid.
2794                                  */
2795                                 nid = a;
2796                         }
2797                 }
2798                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2799                 if (!max_faults)
2800                         break;
2801                 nodes = max_group;
2802         }
2803         return nid;
2804 }
2805
2806 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2807 {
2808         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2809         unsigned long max_faults = 0;
2810         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2811         unsigned long total_faults;
2812         u64 runtime, period;
2813         spinlock_t *group_lock = NULL;
2814         struct numa_group *ng;
2815
2816         /*
2817          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2818          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2819          * that the field is read in a single access:
2820          */
2821         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2822         if (p->numa_scan_seq == seq)
2823                 return;
2824         p->numa_scan_seq = seq;
2825         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2826
2827         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2828                        p->numa_faults_locality[1];
2829         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2830
2831         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2832         ng = deref_curr_numa_group(p);
2833         if (ng) {
2834                 group_lock = &ng->lock;
2835                 spin_lock_irq(group_lock);
2836         }
2837
2838         /* Find the node with the highest number of faults */
2839         for_each_online_node(nid) {
2840                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2841                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2842                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2843                 int priv;
2844
2845                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2846                         long diff, f_diff, f_weight;
2847
2848                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2849                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2850                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2851                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2852
2853                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2854                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2855                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2856                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2857
2858                         /*
2859                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2860                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2861                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2862                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2863                          * faults are less important.
2864                          */
2865                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2866                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2867                                    (total_faults + 1);
2868                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2869                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2870
2871                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2872                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2873                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2874                         p->total_numa_faults += diff;
2875                         if (ng) {
2876                                 /*
2877                                  * safe because we can only change our own group
2878                                  *
2879                                  * mem_idx represents the offset for a given
2880                                  * nid and priv in a specific region because it
2881                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2882                                  */
2883                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2884                                 ng->faults[cpu_idx] += f_diff;
2885                                 ng->total_faults += diff;
2886                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2887                         }
2888                 }
2889
2890                 if (!ng) {
2891                         if (faults > max_faults) {
2892                                 max_faults = faults;
2893                                 max_nid = nid;
2894                         }
2895                 } else if (group_faults > max_faults) {
2896                         max_faults = group_faults;
2897                         max_nid = nid;
2898                 }
2899         }
2900
2901         /* Cannot migrate task to CPU-less node */
2902         if (max_nid != NUMA_NO_NODE && !node_state(max_nid, N_CPU)) {
2903                 int near_nid = max_nid;
2904                 int distance, near_distance = INT_MAX;
2905
2906                 for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2907                         distance = node_distance(max_nid, nid);
2908                         if (distance < near_distance) {
2909                                 near_nid = nid;
2910                                 near_distance = distance;
2911                         }
2912                 }
2913                 max_nid = near_nid;
2914         }
2915
2916         if (ng) {
2917                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2918                 spin_unlock_irq(group_lock);
2919                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2920         }
2921
2922         if (max_faults) {
2923                 /* Set the new preferred node */
2924                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2925                         sched_setnuma(p, max_nid);
2926         }
2927
2928         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2929 }
2930
2931 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2932 {
2933         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2934 }
2935
2936 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2937 {
2938         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2939                 kfree_rcu(grp, rcu);
2940 }
2941
2942 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2943                         int *priv)
2944 {
2945         struct numa_group *grp, *my_grp;
2946         struct task_struct *tsk;
2947         bool join = false;
2948         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2949         int i;
2950
2951         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2952                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2953                                     NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS *
2954                                     nr_node_ids * sizeof(unsigned long);
2955
2956                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2957                 if (!grp)
2958                         return;
2959
2960                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2961                 grp->active_nodes = 1;
2962                 grp->max_faults_cpu = 0;
2963                 spin_lock_init(&grp->lock);
2964                 grp->gid = p->pid;
2965
2966                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2967                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2968
2969                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2970
2971                 grp->nr_tasks++;
2972                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2973         }
2974
2975         rcu_read_lock();
2976         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2977
2978         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2979                 goto no_join;
2980
2981         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2982         if (!grp)
2983                 goto no_join;
2984
2985         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2986         if (grp == my_grp)
2987                 goto no_join;
2988
2989         /*
2990          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2991          * the other task will join us.
2992          */
2993         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2994                 goto no_join;
2995
2996         /*
2997          * Tie-break on the grp address.
2998          */
2999         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
3000                 goto no_join;
3001
3002         /* Always join threads in the same process. */
3003         if (tsk->mm == current->mm)
3004                 join = true;
3005
3006         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
3007         if (flags & TNF_SHARED)
3008                 join = true;
3009
3010         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
3011         *priv = !join;
3012
3013         if (join && !get_numa_group(grp))
3014                 goto no_join;
3015
3016         rcu_read_unlock();
3017
3018         if (!join)
3019                 return;
3020
3021         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
3022         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
3023
3024         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
3025                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
3026                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
3027         }
3028         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
3029         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
3030
3031         my_grp->nr_tasks--;
3032         grp->nr_tasks++;
3033
3034         spin_unlock(&my_grp->lock);
3035         spin_unlock_irq(&grp->lock);
3036
3037         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
3038
3039         put_numa_group(my_grp);
3040         return;
3041
3042 no_join:
3043         rcu_read_unlock();
3044         return;
3045 }
3046
3047 /*
3048  * Get rid of NUMA statistics associated with a task (either current or dead).
3049  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
3050  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
3051  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
3052  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
3053  */
3054 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
3055 {
3056         /* safe: p either is current or is being freed by current */
3057         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
3058         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
3059         unsigned long flags;
3060         int i;
3061
3062         if (!numa_faults)
3063                 return;
3064
3065         if (grp) {
3066                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
3067                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
3068                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
3069                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
3070
3071                 grp->nr_tasks--;
3072                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
3073                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
3074                 put_numa_group(grp);
3075         }
3076
3077         if (final) {
3078                 p->numa_faults = NULL;
3079                 kfree(numa_faults);
3080         } else {
3081                 p->total_numa_faults = 0;
3082                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
3083                         numa_faults[i] = 0;
3084         }
3085 }
3086
3087 /*
3088  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
3089  */
3090 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
3091 {
3092         struct task_struct *p = current;
3093         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
3094         int cpu_node = task_node(current);
3095         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
3096         struct numa_group *ng;
3097         int priv;
3098
3099         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
3100                 return;
3101
3102         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
3103         if (!p->mm)
3104                 return;
3105
3106         /*
3107          * NUMA faults statistics are unnecessary for the slow memory
3108          * node for memory tiering mode.
3109          */
3110         if (!node_is_toptier(mem_node) &&
3111             (sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING ||
3112              !cpupid_valid(last_cpupid)))
3113                 return;
3114
3115         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
3116         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
3117                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
3118                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
3119
3120                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
3121                 if (!p->numa_faults)
3122                         return;
3123
3124                 p->total_numa_faults = 0;
3125                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
3126         }
3127
3128         /*
3129          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
3130          * to be private if the accessing pid has not changed
3131          */
3132         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
3133                 priv = 1;
3134         } else {
3135                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
3136                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
3137                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
3138         }
3139
3140         /*
3141          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
3142          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
3143          * actively using should be counted as local. This allows the
3144          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
3145          */
3146         ng = deref_curr_numa_group(p);
3147         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
3148                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
3149                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
3150                 local = 1;
3151
3152         /*
3153          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
3154          * previously failed, or the scheduler moved us.
3155          */
3156         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
3157                 task_numa_placement(p);
3158                 numa_migrate_preferred(p);
3159         }
3160
3161         if (migrated)
3162                 p->numa_pages_migrated += pages;
3163         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
3164                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
3165
3166         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
3167         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
3168         p->numa_faults_locality[local] += pages;
3169 }
3170
3171 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
3172 {
3173         /*
3174          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
3175          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
3176          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
3177          * much of an issue though, since this is just used for
3178          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
3179          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
3180          */
3181         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
3182         p->mm->numa_scan_offset = 0;
3183 }
3184
3185 static bool vma_is_accessed(struct vm_area_struct *vma)
3186 {
3187         unsigned long pids;
3188         /*
3189          * Allow unconditional access first two times, so that all the (pages)
3190          * of VMAs get prot_none fault introduced irrespective of accesses.
3191          * This is also done to avoid any side effect of task scanning
3192          * amplifying the unfairness of disjoint set of VMAs' access.
3193          */
3194         if (READ_ONCE(current->mm->numa_scan_seq) < 2)
3195                 return true;
3196
3197         pids = vma->numab_state->access_pids[0] | vma->numab_state->access_pids[1];
3198         return test_bit(hash_32(current->pid, ilog2(BITS_PER_LONG)), &pids);
3199 }
3200
3201 #define VMA_PID_RESET_PERIOD (4 * sysctl_numa_balancing_scan_delay)
3202
3203 /*
3204  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
3205  * Triggered from task_tick_numa().
3206  */
3207 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
3208 {
3209         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
3210         struct task_struct *p = current;
3211         struct mm_struct *mm = p->mm;
3212         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
3213         struct vm_area_struct *vma;
3214         unsigned long start, end;
3215         unsigned long nr_pte_updates = 0;
3216         long pages, virtpages;
3217         struct vma_iterator vmi;
3218
3219         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
3220
3221         work->next = work;
3222         /*
3223          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
3224          *
3225          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
3226          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
3227          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
3228          * work.
3229          */
3230         if (p->flags & PF_EXITING)
3231                 return;
3232
3233         if (!mm->numa_next_scan) {
3234                 mm->numa_next_scan = now +
3235                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
3236         }
3237
3238         /*
3239          * Enforce maximal scan/migration frequency..
3240          */
3241         migrate = mm->numa_next_scan;
3242         if (time_before(now, migrate))
3243                 return;
3244
3245         if (p->numa_scan_period == 0) {
3246                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
3247                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
3248         }
3249
3250         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
3251         if (!try_cmpxchg(&mm->numa_next_scan, &migrate, next_scan))
3252                 return;
3253
3254         /*
3255          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
3256          * the next time around.
3257          */
3258         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
3259
3260         start = mm->numa_scan_offset;
3261         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
3262         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
3263         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
3264         if (!pages)
3265                 return;
3266
3267
3268         if (!mmap_read_trylock(mm))
3269                 return;
3270         vma_iter_init(&vmi, mm, start);
3271         vma = vma_next(&vmi);
3272         if (!vma) {
3273                 reset_ptenuma_scan(p);
3274                 start = 0;
3275                 vma_iter_set(&vmi, start);
3276                 vma = vma_next(&vmi);
3277         }
3278
3279         do {
3280                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
3281                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
3282                         continue;
3283                 }
3284
3285                 /*
3286                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
3287                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
3288                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
3289                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
3290                  */
3291                 if (!vma->vm_mm ||
3292                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
3293                         continue;
3294
3295                 /*
3296                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
3297                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
3298                  */
3299                 if (!vma_is_accessible(vma))
3300                         continue;
3301
3302                 /* Initialise new per-VMA NUMAB state. */
3303                 if (!vma->numab_state) {
3304                         vma->numab_state = kzalloc(sizeof(struct vma_numab_state),
3305                                 GFP_KERNEL);
3306                         if (!vma->numab_state)
3307                                 continue;
3308
3309                         vma->numab_state->next_scan = now +
3310                                 msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
3311
3312                         /* Reset happens after 4 times scan delay of scan start */
3313                         vma->numab_state->next_pid_reset =  vma->numab_state->next_scan +
3314                                 msecs_to_jiffies(VMA_PID_RESET_PERIOD);
3315                 }
3316
3317                 /*
3318                  * Scanning the VMA's of short lived tasks add more overhead. So
3319                  * delay the scan for new VMAs.
3320                  */
3321                 if (mm->numa_scan_seq && time_before(jiffies,
3322                                                 vma->numab_state->next_scan))
3323                         continue;
3324
3325                 /* Do not scan the VMA if task has not accessed */
3326                 if (!vma_is_accessed(vma))
3327                         continue;
3328
3329                 /*
3330                  * RESET access PIDs regularly for old VMAs. Resetting after checking
3331                  * vma for recent access to avoid clearing PID info before access..
3332                  */
3333                 if (mm->numa_scan_seq &&
3334                                 time_after(jiffies, vma->numab_state->next_pid_reset)) {
3335                         vma->numab_state->next_pid_reset = vma->numab_state->next_pid_reset +
3336                                 msecs_to_jiffies(VMA_PID_RESET_PERIOD);
3337                         vma->numab_state->access_pids[0] = READ_ONCE(vma->numab_state->access_pids[1]);
3338                         vma->numab_state->access_pids[1] = 0;
3339                 }
3340
3341                 do {
3342                         start = max(start, vma->vm_start);
3343                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
3344                         end = min(end, vma->vm_end);
3345                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
3346
3347                         /*
3348                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
3349                          * hpages that have at least one present PTE that
3350                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
3351                          * areas that are unused or already full of prot_numa
3352                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
3353                          * areas faster.
3354                          */
3355                         if (nr_pte_updates)
3356                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
3357                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
3358
3359                         start = end;
3360                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
3361                                 goto out;
3362
3363                         cond_resched();
3364                 } while (end != vma->vm_end);
3365         } for_each_vma(vmi, vma);
3366
3367 out:
3368         /*
3369          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
3370          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
3371          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
3372          * scanner to the start so check it now.
3373          */
3374         if (vma)
3375                 mm->numa_scan_offset = start;
3376         else
3377                 reset_ptenuma_scan(p);
3378         mmap_read_unlock(mm);
3379
3380         /*
3381          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
3382          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
3383          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
3384          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
3385          */
3386         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
3387                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
3388                 p->node_stamp += 32 * diff;
3389         }
3390 }
3391
3392 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3393 {
3394         int mm_users = 0;
3395         struct mm_struct *mm = p->mm;
3396
3397         if (mm) {
3398                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
3399                 if (mm_users == 1) {
3400                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
3401                         mm->numa_scan_seq = 0;
3402                 }
3403         }
3404         p->node_stamp                   = 0;
3405         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
3406         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
3407         p->numa_migrate_retry           = 0;
3408         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
3409         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
3410         p->numa_faults                  = NULL;
3411         p->numa_pages_migrated          = 0;
3412         p->total_numa_faults            = 0;
3413         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
3414         p->last_task_numa_placement     = 0;
3415         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
3416
3417         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
3418
3419         /* New address space, reset the preferred nid */
3420         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
3421                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
3422                 return;
3423         }
3424
3425         /*
3426          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
3427          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
3428          */
3429         if (mm) {
3430                 unsigned int delay;
3431
3432                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
3433                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
3434                 delay += 2 * TICK_NSEC;
3435                 p->node_stamp = delay;
3436         }
3437 }
3438
3439 /*
3440  * Drive the periodic memory faults..
3441  */
3442 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
3443 {
3444         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
3445         u64 period, now;
3446
3447         /*
3448          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
3449          */
3450         if (!curr->mm || (curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) || work->next != work)
3451                 return;
3452
3453         /*
3454          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
3455          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
3456          * task needs to have done some actual work before we bother with
3457          * NUMA placement.
3458          */
3459         now = curr->se.sum_exec_runtime;
3460         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
3461
3462         if (now > curr->node_stamp + period) {
3463                 if (!curr->node_stamp)
3464                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
3465                 curr->node_stamp += period;
3466
3467                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
3468                         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
3469         }
3470 }
3471
3472 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
3473 {
3474         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
3475         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
3476
3477         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
3478                 return;
3479
3480         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
3481                 return;
3482
3483         if (src_nid == dst_nid)
3484                 return;
3485
3486         /*
3487          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
3488          * has completed. This is most likely due to a new task that
3489          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
3490          */
3491         if (p->numa_scan_seq) {
3492                 /*
3493                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
3494                  * node or if the task was not previously running on
3495                  * the preferred node.
3496                  */
3497                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
3498                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
3499                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
3500                         return;
3501         }
3502
3503         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
3504 }
3505
3506 #else
3507 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
3508 {
3509 }
3510
3511 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3512 {
3513 }
3514
3515 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3516 {
3517 }
3518
3519 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
3520 {
3521 }
3522
3523 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3524
3525 static void
3526 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3527 {
3528         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3529 #ifdef CONFIG_SMP
3530         if (entity_is_task(se)) {
3531                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3532
3533                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
3534                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
3535         }
3536 #endif
3537         cfs_rq->nr_running++;
3538         if (se_is_idle(se))
3539                 cfs_rq->idle_nr_running++;
3540 }
3541
3542 static void
3543 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3544 {
3545         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3546 #ifdef CONFIG_SMP
3547         if (entity_is_task(se)) {
3548                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
3549                 list_del_init(&se->group_node);
3550         }
3551 #endif
3552         cfs_rq->nr_running--;
3553         if (se_is_idle(se))
3554                 cfs_rq->idle_nr_running--;
3555 }
3556
3557 /*
3558  * Signed add and clamp on underflow.
3559  *
3560  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3561  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3562  * values.
3563  */
3564 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
3565         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3566         typeof(_val) val = (_val);                              \
3567         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3568                                                                 \
3569         res = var + val;                                        \
3570                                                                 \
3571         if (val < 0 && res > var)                               \
3572                 res = 0;                                        \
3573                                                                 \
3574         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3575 } while (0)
3576
3577 /*
3578  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3579  *
3580  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3581  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3582  * values.
3583  */
3584 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3585         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3586         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3587         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3588         res = var - val;                                        \
3589         if (res > var)                                          \
3590                 res = 0;                                        \
3591         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3592 } while (0)
3593
3594 /*
3595  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
3596  *
3597  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
3598  * and is thus optimized for local variable updates.
3599  */
3600 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
3601         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3602         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
3603 } while (0)
3604
3605 #ifdef CONFIG_SMP
3606 static inline void
3607 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3608 {
3609         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3610         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3611 }
3612
3613 static inline void
3614 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3615 {
3616         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3617         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
3618         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3619         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.load_sum,
3620                                           cfs_rq->avg.load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3621 }
3622 #else
3623 static inline void
3624 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3625 static inline void
3626 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3627 #endif
3628
3629 static void reweight_eevdf(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
3630                            unsigned long weight)
3631 {
3632         unsigned long old_weight = se->load.weight;
3633         u64 avruntime = avg_vruntime(cfs_rq);
3634         s64 vlag, vslice;
3635
3636         /*
3637          * VRUNTIME
3638          * ========
3639          *
3640          * COROLLARY #1: The virtual runtime of the entity needs to be
3641          * adjusted if re-weight at !0-lag point.
3642          *
3643          * Proof: For contradiction assume this is not true, so we can
3644          * re-weight without changing vruntime at !0-lag point.
3645          *
3646          *             Weight   VRuntime   Avg-VRuntime
3647          *     before    w          v            V
3648          *      after    w'         v'           V'
3649          *
3650          * Since lag needs to be preserved through re-weight:
3651          *
3652          *      lag = (V - v)*w = (V'- v')*w', where v = v'
3653          *      ==>     V' = (V - v)*w/w' + v           (1)
3654          *
3655          * Let W be the total weight of the entities before reweight,
3656          * since V' is the new weighted average of entities:
3657          *
3658          *      V' = (WV + w'v - wv) / (W + w' - w)     (2)
3659          *
3660          * by using (1) & (2) we obtain:
3661          *
3662          *      (WV + w'v - wv) / (W + w' - w) = (V - v)*w/w' + v
3663          *      ==> (WV-Wv+Wv+w'v-wv)/(W+w'-w) = (V - v)*w/w' + v
3664          *      ==> (WV - Wv)/(W + w' - w) + v = (V - v)*w/w' + v
3665          *      ==>     (V - v)*W/(W + w' - w) = (V - v)*w/w' (3)
3666          *
3667          * Since we are doing at !0-lag point which means V != v, we
3668          * can simplify (3):
3669          *
3670          *      ==>     W / (W + w' - w) = w / w'
3671          *      ==>     Ww' = Ww + ww' - ww
3672          *      ==>     W * (w' - w) = w * (w' - w)
3673          *      ==>     W = w   (re-weight indicates w' != w)
3674          *
3675          * So the cfs_rq contains only one entity, hence vruntime of
3676          * the entity @v should always equal to the cfs_rq's weighted
3677          * average vruntime @V, which means we will always re-weight
3678          * at 0-lag point, thus breach assumption. Proof completed.
3679          *
3680          *
3681          * COROLLARY #2: Re-weight does NOT affect weighted average
3682          * vruntime of all the entities.
3683          *
3684          * Proof: According to corollary #1, Eq. (1) should be:
3685          *
3686          *      (V - v)*w = (V' - v')*w'
3687          *      ==>    v' = V' - (V - v)*w/w'           (4)
3688          *
3689          * According to the weighted average formula, we have:
3690          *
3691          *      V' = (WV - wv + w'v') / (W - w + w')
3692          *         = (WV - wv + w'(V' - (V - v)w/w')) / (W - w + w')
3693          *         = (WV - wv + w'V' - Vw + wv) / (W - w + w')
3694          *         = (WV + w'V' - Vw) / (W - w + w')
3695          *
3696          *      ==>  V'*(W - w + w') = WV + w'V' - Vw
3697          *      ==>     V' * (W - w) = (W - w) * V      (5)
3698          *
3699          * If the entity is the only one in the cfs_rq, then reweight
3700          * always occurs at 0-lag point, so V won't change. Or else
3701          * there are other entities, hence W != w, then Eq. (5) turns
3702          * into V' = V. So V won't change in either case, proof done.
3703          *
3704          *
3705          * So according to corollary #1 & #2, the effect of re-weight
3706          * on vruntime should be:
3707          *
3708          *      v' = V' - (V - v) * w / w'              (4)
3709          *         = V  - (V - v) * w / w'
3710          *         = V  - vl * w / w'
3711          *         = V  - vl'
3712          */
3713         if (avruntime != se->vruntime) {
3714                 vlag = (s64)(avruntime - se->vruntime);
3715                 vlag = div_s64(vlag * old_weight, weight);
3716                 se->vruntime = avruntime - vlag;
3717         }
3718
3719         /*
3720          * DEADLINE
3721          * ========
3722          *
3723          * When the weight changes, the virtual time slope changes and
3724          * we should adjust the relative virtual deadline accordingly.
3725          *
3726          *      d' = v' + (d - v)*w/w'
3727          *         = V' - (V - v)*w/w' + (d - v)*w/w'
3728          *         = V  - (V - v)*w/w' + (d - v)*w/w'
3729          *         = V  + (d - V)*w/w'
3730          */
3731         vslice = (s64)(se->deadline - avruntime);
3732         vslice = div_s64(vslice * old_weight, weight);
3733         se->deadline = avruntime + vslice;
3734 }
3735
3736 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
3737                             unsigned long weight)
3738 {
3739         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3740
3741         if (se->on_rq) {
3742                 /* commit outstanding execution time */
3743                 if (curr)
3744                         update_curr(cfs_rq);
3745                 else
3746                         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3747                 update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3748         }
3749         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3750
3751         if (!se->on_rq) {
3752                 /*
3753                  * Because we keep se->vlag = V - v_i, while: lag_i = w_i*(V - v_i),
3754                  * we need to scale se->vlag when w_i changes.
3755                  */
3756                 se->vlag = div_s64(se->vlag * se->load.weight, weight);
3757         } else {
3758                 reweight_eevdf(cfs_rq, se, weight);
3759         }
3760
3761         update_load_set(&se->load, weight);
3762
3763 #ifdef CONFIG_SMP
3764         do {
3765                 u32 divider = get_pelt_divider(&se->avg);
3766
3767                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
3768         } while (0);
3769 #endif
3770
3771         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3772         if (se->on_rq) {
3773                 update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3774                 if (!curr) {
3775                         /*
3776                          * The entity's vruntime has been adjusted, so let's check
3777                          * whether the rq-wide min_vruntime needs updated too. Since
3778                          * the calculations above require stable min_vruntime rather
3779                          * than up-to-date one, we do the update at the end of the
3780                          * reweight process.
3781                          */
3782                         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3783                         update_min_vruntime(cfs_rq);
3784                 }
3785         }
3786 }
3787
3788 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
3789 {
3790         struct sched_entity *se = &p->se;
3791         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3792         struct load_weight *load = &se->load;
3793         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
3794
3795         reweight_entity(cfs_rq, se, weight);
3796         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
3797 }
3798
3799 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3800
3801 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3802 #ifdef CONFIG_SMP
3803 /*
3804  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
3805  * global sum we all love to hate.
3806  *
3807  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
3808  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
3809  *
3810  *                     tg->weight * grq->load.weight
3811  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
3812  *                       \Sum grq->load.weight
3813  *
3814  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
3815  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
3816  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
3817  *
3818  * So instead of the above, we substitute:
3819  *
3820  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
3821  *
3822  * which yields the following:
3823  *
3824  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
3825  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
3826  *                             tg->load_avg
3827  *
3828  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
3829  *
3830  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
3831  *
3832  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
3833  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
3834  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
3835  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
3836  * yielding bad latency etc..
3837  *
3838  * Now, in that special case (1) reduces to:
3839  *
3840  *                     tg->weight * grq->load.weight
3841  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
3842  *                         grp->load.weight
3843  *
3844  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
3845  *
3846  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
3847  * UP case, like:
3848  *
3849  *   ge->load.weight =
3850  *
3851  *              tg->weight * grq->load.weight
3852  *     ---------------------------------------------------         (5)
3853  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
3854  *
3855  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
3856  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
3857  *
3858  *
3859  *                     tg->weight * grq->load.weight
3860  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
3861  *                             tg_load_avg'
3862  *
3863  * Where:
3864  *
3865  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
3866  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
3867  *
3868  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
3869  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
3870  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
3871  *
3872  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
3873  *
3874  * hence icky!
3875  */
3876 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
3877 {
3878         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3879         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3880
3881         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3882
3883         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3884
3885         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3886
3887         /* Ensure tg_weight >= load */
3888         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3889         tg_weight += load;
3890
3891         shares = (tg_shares * load);
3892         if (tg_weight)
3893                 shares /= tg_weight;
3894
3895         /*
3896          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3897          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3898          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3899          * the group on a CPU.
3900          *
3901          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3902          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3903          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3904          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3905          * instead of 0.
3906          */
3907         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3908 }
3909 #endif /* CONFIG_SMP */
3910
3911 /*
3912  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3913  * runqueue.
3914  */
3915 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3916 {
3917         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3918         long shares;
3919
3920         if (!gcfs_rq)
3921                 return;
3922
3923         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3924                 return;
3925
3926 #ifndef CONFIG_SMP
3927         shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3928 #else
3929         shares = calc_group_shares(gcfs_rq);
3930 #endif
3931         if (unlikely(se->load.weight != shares))
3932                 reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
3933 }
3934
3935 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3936 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3937 {
3938 }
3939 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3940
3941 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3942 {
3943         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3944
3945         if (&rq->cfs == cfs_rq) {
3946                 /*
3947                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3948                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3949                  * a real problem.
3950                  *
3951                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3952                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3953                  * number include things like RT tasks.
3954                  *
3955                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3956                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3957                  *
3958                  * See cpu_util_cfs().
3959                  */
3960                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3961         }
3962 }
3963
3964 #ifdef CONFIG_SMP
3965 static inline bool load_avg_is_decayed(struct sched_avg *sa)
3966 {
3967         if (sa->load_sum)
3968                 return false;
3969
3970         if (sa->util_sum)
3971                 return false;
3972
3973         if (sa->runnable_sum)
3974                 return false;
3975
3976         /*
3977          * _avg must be null when _sum are null because _avg = _sum / divider
3978          * Make sure that rounding and/or propagation of PELT values never
3979          * break this.
3980          */
3981         SCHED_WARN_ON(sa->load_avg ||
3982                       sa->util_avg ||
3983                       sa->runnable_avg);
3984
3985         return true;
3986 }
3987
3988 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3989 {
3990         return u64_u32_load_copy(cfs_rq->avg.last_update_time,
3991                                  cfs_rq->last_update_time_copy);
3992 }
3993 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3994 /*
3995  * Because list_add_leaf_cfs_rq always places a child cfs_rq on the list
3996  * immediately before a parent cfs_rq, and cfs_rqs are removed from the list
3997  * bottom-up, we only have to test whether the cfs_rq before us on the list
3998  * is our child.
3999  * If cfs_rq is not on the list, test whether a child needs its to be added to
4000  * connect a branch to the tree  * (see list_add_leaf_cfs_rq() for details).
4001  */
4002 static inline bool child_cfs_rq_on_list(struct cfs_rq *cfs_rq)
4003 {
4004         struct cfs_rq *prev_cfs_rq;
4005         struct list_head *prev;
4006
4007         if (cfs_rq->on_list) {
4008                 prev = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
4009         } else {
4010                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4011
4012                 prev = rq->tmp_alone_branch;
4013         }
4014
4015         prev_cfs_rq = container_of(prev, struct cfs_rq, leaf_cfs_rq_list);
4016
4017         return (prev_cfs_rq->tg->parent == cfs_rq->tg);
4018 }
4019
4020 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
4021 {
4022         if (cfs_rq->load.weight)
4023                 return false;
4024
4025         if (!load_avg_is_decayed(&cfs_rq->avg))
4026                 return false;
4027
4028         if (child_cfs_rq_on_list(cfs_rq))
4029                 return false;
4030
4031         return true;
4032 }
4033
4034 /**
4035  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
4036  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
4037  *
4038  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
4039  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
4040  * considerations.
4041  *
4042  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
4043  * differential update where we store the last value we propagated. This in
4044  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
4045  *
4046  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
4047  */
4048 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4049 {
4050         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
4051
4052         /*
4053          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
4054          */
4055         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
4056                 return;
4057
4058         if (abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
4059                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
4060                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
4061         }
4062 }
4063
4064 /*
4065  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
4066  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
4067  * including the state of rq->lock, should be made.
4068  */
4069 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
4070                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
4071 {
4072         u64 p_last_update_time;
4073         u64 n_last_update_time;
4074
4075         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
4076                 return;
4077
4078         /*
4079          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
4080          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
4081          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
4082          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
4083          * the wakee more load sounds not bad.
4084          */
4085         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
4086                 return;
4087
4088         p_last_update_time = cfs_rq_last_update_time(prev);
4089         n_last_update_time = cfs_rq_last_update_time(next);
4090
4091         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
4092         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
4093 }
4094
4095 /*
4096  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
4097  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
4098  * that for each group:
4099  *
4100  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
4101  *
4102  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
4103  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
4104  *
4105  * Per the above update_tg_cfs_util() and update_tg_cfs_runnable() are trivial
4106  * and simply copies the running/runnable sum over (but still wrong, because
4107  * the group entity and group rq do not have their PELT windows aligned).
4108  *
4109  * However, update_tg_cfs_load() is more complex. So we have:
4110  *
4111  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
4112  *
4113  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
4114  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
4115  *
4116  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
4117  *
4118  * And per (1) we have:
4119  *
4120  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
4121  *
4122  * Which gives:
4123  *
4124  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
4125  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
4126  *                               grq->load.weight
4127  *
4128  * Except that is wrong!
4129  *
4130  * Because while for entities historical weight is not important and we
4131  * really only care about our future and therefore can consider a pure
4132  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
4133  *
4134  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
4135  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
4136  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
4137  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
4138  *
4139  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
4140  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
4141  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
4142  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
4143  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
4144  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
4145  *
4146  * So we'll have to approximate.. :/
4147  *
4148  * Given the constraint:
4149  *
4150  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
4151  *
4152  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
4153  * overlap.
4154  *
4155  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
4156  *
4157  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
4158  *
4159  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
4160  *
4161  */
4162 static inline void
4163 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
4164 {
4165         long delta_sum, delta_avg = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
4166         u32 new_sum, divider;
4167
4168         /* Nothing to update */
4169         if (!delta_avg)
4170                 return;
4171
4172         /*
4173          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
4174          * See ___update_load_avg() for details.
4175          */
4176         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4177
4178
4179         /* Set new sched_entity's utilization */
4180         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
4181         new_sum = se->avg.util_avg * divider;
4182         delta_sum = (long)new_sum - (long)se->avg.util_sum;
4183         se->avg.util_sum = new_sum;
4184
4185         /* Update parent cfs_rq utilization */
4186         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta_avg);
4187         add_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, delta_sum);
4188
4189         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4190         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.util_sum,
4191                                           cfs_rq->avg.util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4192 }
4193
4194 static inline void
4195 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
4196 {
4197         long delta_sum, delta_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg - se->avg.runnable_avg;
4198         u32 new_sum, divider;
4199
4200         /* Nothing to update */
4201         if (!delta_avg)
4202                 return;
4203
4204         /*
4205          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
4206          * See ___update_load_avg() for details.
4207          */
4208         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4209
4210         /* Set new sched_entity's runnable */
4211         se->avg.runnable_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg;
4212         new_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
4213         delta_sum = (long)new_sum - (long)se->avg.runnable_sum;
4214         se->avg.runnable_sum = new_sum;
4215
4216         /* Update parent cfs_rq runnable */
4217         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, delta_avg);
4218         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, delta_sum);
4219         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4220         cfs_rq->avg.runnable_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.runnable_sum,
4221                                               cfs_rq->avg.runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4222 }
4223
4224 static inline void
4225 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
4226 {
4227         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
4228         unsigned long load_avg;
4229         u64 load_sum = 0;
4230         s64 delta_sum;
4231         u32 divider;
4232
4233         if (!runnable_sum)
4234                 return;
4235
4236         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
4237
4238         /*
4239          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
4240          * See ___update_load_avg() for details.
4241          */
4242         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4243
4244         if (runnable_sum >= 0) {
4245                 /*
4246                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
4247                  * the CPU is saturated running == runnable.
4248                  */
4249                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
4250                 runnable_sum = min_t(long, runnable_sum, divider);
4251         } else {
4252                 /*
4253                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
4254                  * assuming all tasks are equally runnable.
4255                  */
4256                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
4257                         load_sum = div_u64(gcfs_rq->avg.load_sum,
4258                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
4259                 }
4260
4261                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
4262                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
4263         }
4264
4265         /*
4266          * runnable_sum can't be lower than running_sum
4267          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
4268          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
4269          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
4270          */
4271         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4272         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
4273
4274         load_sum = se_weight(se) * runnable_sum;
4275         load_avg = div_u64(load_sum, divider);
4276
4277         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
4278         if (!delta_avg)
4279                 return;
4280
4281         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
4282
4283         se->avg.load_sum = runnable_sum;
4284         se->avg.load_avg = load_avg;
4285         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
4286         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
4287         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4288         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.load_sum,
4289                                           cfs_rq->avg.load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4290 }
4291
4292 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
4293 {
4294         cfs_rq->propagate = 1;
4295         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
4296 }
4297
4298 /* Update task and its cfs_rq load average */
4299 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4300 {
4301         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
4302
4303         if (entity_is_task(se))
4304                 return 0;
4305
4306         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
4307         if (!gcfs_rq->propagate)
4308                 return 0;
4309
4310         gcfs_rq->propagate = 0;
4311
4312         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4313
4314         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
4315
4316         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
4317         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
4318         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se, gcfs_rq);
4319
4320         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
4321         trace_pelt_se_tp(se);
4322
4323         return 1;
4324 }
4325
4326 /*
4327  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
4328  * group_entity:
4329  */
4330 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
4331 {
4332         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
4333
4334         /*
4335          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
4336          * decay it:
4337          */
4338         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
4339                 return false;
4340
4341         /*
4342          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
4343          * the utilization of the sched_entity:
4344          */
4345         if (gcfs_rq->propagate)
4346                 return false;
4347
4348         /*
4349          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
4350          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
4351          * waste of time to try to decay it:
4352          */
4353         return true;
4354 }
4355
4356 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
4357
4358 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4359
4360 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4361 {
4362         return 0;
4363 }
4364
4365 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
4366
4367 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
4368
4369 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4370 static inline void migrate_se_pelt_lag(struct sched_entity *se)
4371 {
4372         u64 throttled = 0, now, lut;
4373         struct cfs_rq *cfs_rq;
4374         struct rq *rq;
4375         bool is_idle;
4376
4377         if (load_avg_is_decayed(&se->avg))
4378                 return;
4379
4380         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4381         rq = rq_of(cfs_rq);
4382
4383         rcu_read_lock();
4384         is_idle = is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr));
4385         rcu_read_unlock();
4386
4387         /*
4388          * The lag estimation comes with a cost we don't want to pay all the
4389          * time. Hence, limiting to the case where the source CPU is idle and
4390          * we know we are at the greatest risk to have an outdated clock.
4391          */
4392         if (!is_idle)
4393                 return;
4394
4395         /*
4396          * Estimated "now" is: last_update_time + cfs_idle_lag + rq_idle_lag, where:
4397          *
4398          *   last_update_time (the cfs_rq's last_update_time)
4399          *      = cfs_rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
4400          *      = rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
4401          *        - cfs->throttled_clock_pelt_time@cfs_rq_idle
4402          *
4403          *   cfs_idle_lag (delta between rq's update and cfs_rq's update)
4404          *      = rq_clock_pelt()@rq_idle - rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
4405          *
4406          *   rq_idle_lag (delta between now and rq's update)
4407          *      = sched_clock_cpu() - rq_clock()@rq_idle
4408          *
4409          * We can then write:
4410          *
4411          *    now = rq_clock_pelt()@rq_idle - cfs->throttled_clock_pelt_time +
4412          *          sched_clock_cpu() - rq_clock()@rq_idle
4413          * Where:
4414          *      rq_clock_pelt()@rq_idle is rq->clock_pelt_idle
4415          *      rq_clock()@rq_idle      is rq->clock_idle
4416          *      cfs->throttled_clock_pelt_time@cfs_rq_idle
4417          *                              is cfs_rq->throttled_pelt_idle
4418          */
4419
4420 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4421         throttled = u64_u32_load(cfs_rq->throttled_pelt_idle);
4422         /* The clock has been stopped for throttling */
4423         if (throttled == U64_MAX)
4424                 return;
4425 #endif
4426         now = u64_u32_load(rq->clock_pelt_idle);
4427         /*
4428          * Paired with _update_idle_rq_clock_pelt(). It ensures at the worst case
4429          * is observed the old clock_pelt_idle value and the new clock_idle,
4430          * which lead to an underestimation. The opposite would lead to an
4431          * overestimation.
4432          */
4433         smp_rmb();
4434         lut = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
4435
4436         now -= throttled;
4437         if (now < lut)
4438                 /*
4439                  * cfs_rq->avg.last_update_time is more recent than our
4440                  * estimation, let's use it.
4441                  */
4442                 now = lut;
4443         else
4444                 now += sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - u64_u32_load(rq->clock_idle);
4445
4446         __update_load_avg_blocked_se(now, se);
4447 }
4448 #else
4449 static void migrate_se_pelt_lag(struct sched_entity *se) {}
4450 #endif
4451
4452 /**
4453  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
4454  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
4455  * @cfs_rq: cfs_rq to update
4456  *
4457  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
4458  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached.
4459  *
4460  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
4461  *
4462  * Return: true if the load decayed or we removed load.
4463  *
4464  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
4465  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
4466  */
4467 static inline int
4468 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
4469 {
4470         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable = 0;
4471         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
4472         int decayed = 0;
4473
4474         if (cfs_rq->removed.nr) {
4475                 unsigned long r;
4476                 u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4477
4478                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
4479                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
4480                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
4481                 swap(cfs_rq->removed.runnable_avg, removed_runnable);
4482                 cfs_rq->removed.nr = 0;
4483                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
4484
4485                 r = removed_load;
4486                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
4487                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
4488                 /* See sa->util_sum below */
4489                 sa->load_sum = max_t(u32, sa->load_sum, sa->load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4490
4491                 r = removed_util;
4492                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
4493                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
4494                 /*
4495                  * Because of rounding, se->util_sum might ends up being +1 more than
4496                  * cfs->util_sum. Although this is not a problem by itself, detaching
4497                  * a lot of tasks with the rounding problem between 2 updates of
4498                  * util_avg (~1ms) can make cfs->util_sum becoming null whereas
4499                  * cfs_util_avg is not.
4500                  * Check that util_sum is still above its lower bound for the new
4501                  * util_avg. Given that period_contrib might have moved since the last
4502                  * sync, we are only sure that util_sum must be above or equal to
4503                  *    util_avg * minimum possible divider
4504                  */
4505                 sa->util_sum = max_t(u32, sa->util_sum, sa->util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4506
4507                 r = removed_runnable;
4508                 sub_positive(&sa->runnable_avg, r);
4509                 sub_positive(&sa->runnable_sum, r * divider);
4510                 /* See sa->util_sum above */
4511                 sa->runnable_sum = max_t(u32, sa->runnable_sum,
4512                                               sa->runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4513
4514                 /*
4515                  * removed_runnable is the unweighted version of removed_load so we
4516                  * can use it to estimate removed_load_sum.
4517                  */
4518                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq,
4519                         -(long)(removed_runnable * divider) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT);
4520
4521                 decayed = 1;
4522         }
4523
4524         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
4525         u64_u32_store_copy(sa->last_update_time,
4526                            cfs_rq->last_update_time_copy,
4527                            sa->last_update_time);
4528         return decayed;
4529 }
4530
4531 /**
4532  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
4533  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
4534  * @se: sched_entity to attach
4535  *
4536  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
4537  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
4538  */
4539 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4540 {
4541         /*
4542          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
4543          * See ___update_load_avg() for details.
4544          */
4545         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4546
4547         /*
4548          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
4549          * window because without that, really weird and wonderful things can
4550          * happen.
4551          *
4552          * XXX illustrate
4553          */
4554         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
4555         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
4556
4557         /*
4558          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
4559          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
4560          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
4561          * _sum a little.
4562          */
4563         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
4564
4565         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
4566
4567         se->avg.load_sum = se->avg.load_avg * divider;
4568         if (se_weight(se) < se->avg.load_sum)
4569                 se->avg.load_sum = div_u64(se->avg.load_sum, se_weight(se));
4570         else
4571                 se->avg.load_sum = 1;
4572
4573         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
4574         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
4575         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
4576         cfs_rq->avg.runnable_avg += se->avg.runnable_avg;
4577         cfs_rq->avg.runnable_sum += se->avg.runnable_sum;
4578
4579         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
4580
4581         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4582
4583         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
4584 }
4585
4586 /**
4587  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
4588  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
4589  * @se: sched_entity to detach
4590  *
4591  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
4592  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
4593  */
4594 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4595 {
4596         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
4597         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
4598         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
4599         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4600         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.util_sum,
4601                                           cfs_rq->avg.util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4602
4603         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, se->avg.runnable_avg);
4604         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, se->avg.runnable_sum);
4605         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4606         cfs_rq->avg.runnable_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.runnable_sum,
4607                                               cfs_rq->avg.runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4608
4609         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
4610
4611         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4612
4613         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
4614 }
4615
4616 /*
4617  * Optional action to be done while updating the load average
4618  */
4619 #define UPDATE_TG       0x1
4620 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
4621 #define DO_ATTACH       0x4
4622 #define DO_DETACH       0x8
4623
4624 /* Update task and its cfs_rq load average */
4625 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4626 {
4627         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
4628         int decayed;
4629
4630         /*
4631          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
4632          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
4633          */
4634         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
4635                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
4636
4637         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
4638         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
4639
4640         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
4641
4642                 /*
4643                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
4644                  * !last_update_time means we've passed through
4645                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
4646                  *
4647                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
4648                  */
4649                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
4650                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
4651
4652         } else if (flags & DO_DETACH) {
4653                 /*
4654                  * DO_DETACH means we're here from dequeue_entity()
4655                  * and we are migrating task out of the CPU.
4656                  */
4657                 detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
4658                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
4659         } else if (decayed) {
4660                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4661
4662                 if (flags & UPDATE_TG)
4663                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
4664         }
4665 }
4666
4667 /*
4668  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
4669  * the previous rq.
4670  */
4671 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4672 {
4673         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4674         u64 last_update_time;
4675
4676         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
4677         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
4678 }
4679
4680 /*
4681  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
4682  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
4683  */
4684 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4685 {
4686         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4687         unsigned long flags;
4688
4689         /*
4690          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
4691          * enqueue_task_fair() which will have added things to the cfs_rq,
4692          * so we can remove unconditionally.
4693          */
4694
4695         sync_entity_load_avg(se);
4696
4697         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
4698         ++cfs_rq->removed.nr;
4699         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
4700         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
4701         cfs_rq->removed.runnable_avg    += se->avg.runnable_avg;
4702         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
4703 }
4704
4705 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4706 {
4707         return cfs_rq->avg.runnable_avg;
4708 }
4709
4710 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4711 {
4712         return cfs_rq->avg.load_avg;
4713 }
4714
4715 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
4716
4717 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
4718 {
4719         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
4720 }
4721
4722 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
4723 {
4724         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
4725
4726         return max(ue.ewma, (ue.enqueued & ~UTIL_AVG_UNCHANGED));
4727 }
4728
4729 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
4730 {
4731         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
4732 }
4733
4734 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
4735                                     struct task_struct *p)
4736 {
4737         unsigned int enqueued;
4738
4739         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4740                 return;
4741
4742         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
4743         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
4744         enqueued += _task_util_est(p);
4745         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
4746
4747         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4748 }
4749
4750 static inline void util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq,
4751                                     struct task_struct *p)
4752 {
4753         unsigned int enqueued;
4754
4755         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4756                 return;
4757
4758         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
4759         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
4760         enqueued -= min_t(unsigned int, enqueued, _task_util_est(p));
4761         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
4762
4763         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4764 }
4765
4766 #define UTIL_EST_MARGIN (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)
4767
4768 /*
4769  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
4770  * based on the observation that:
4771  *
4772  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
4773  *
4774  * NOTE: this only works when value + margin < INT_MAX.
4775  */
4776 static inline bool within_margin(int value, int margin)
4777 {
4778         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
4779 }
4780
4781 static inline void util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq,
4782                                    struct task_struct *p,
4783                                    bool task_sleep)
4784 {
4785         long last_ewma_diff, last_enqueued_diff;
4786         struct util_est ue;
4787
4788         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4789                 return;
4790
4791         /*
4792          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
4793          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
4794          */
4795         if (!task_sleep)
4796                 return;
4797
4798         /*
4799          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
4800          * skip the util_est update.
4801          */
4802         ue = p->se.avg.util_est;
4803         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
4804                 return;
4805
4806         last_enqueued_diff = ue.enqueued;
4807
4808         /*
4809          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
4810          * to smooth utilization decreases.
4811          */
4812         ue.enqueued = task_util(p);
4813         if (sched_feat(UTIL_EST_FASTUP)) {
4814                 if (ue.ewma < ue.enqueued) {
4815                         ue.ewma = ue.enqueued;
4816                         goto done;
4817                 }
4818         }
4819
4820         /*
4821          * Skip update of task's estimated utilization when its members are
4822          * already ~1% close to its last activation value.
4823          */
4824         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
4825         last_enqueued_diff -= ue.enqueued;
4826         if (within_margin(last_ewma_diff, UTIL_EST_MARGIN)) {
4827                 if (!within_margin(last_enqueued_diff, UTIL_EST_MARGIN))
4828                         goto done;
4829
4830                 return;
4831         }
4832
4833         /*
4834          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
4835          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
4836          */
4837         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu_of(rq_of(cfs_rq))))
4838                 return;
4839
4840         /*
4841          * Update Task's estimated utilization
4842          *
4843          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
4844          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
4845          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
4846          * Weighted Moving Average (EWMA):
4847          *
4848          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
4849          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
4850          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
4851          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
4852          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
4853          *
4854          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
4855          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
4856          */
4857         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4858         ue.ewma  += last_ewma_diff;
4859         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4860 done:
4861         ue.enqueued |= UTIL_AVG_UNCHANGED;
4862         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
4863
4864         trace_sched_util_est_se_tp(&p->se);
4865 }
4866
4867 static inline int util_fits_cpu(unsigned long util,
4868                                 unsigned long uclamp_min,
4869                                 unsigned long uclamp_max,
4870                                 int cpu)
4871 {
4872         unsigned long capacity_orig, capacity_orig_thermal;
4873         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
4874         bool fits, uclamp_max_fits;
4875
4876         /*
4877          * Check if the real util fits without any uclamp boost/cap applied.
4878          */
4879         fits = fits_capacity(util, capacity);
4880
4881         if (!uclamp_is_used())
4882                 return fits;
4883
4884         /*
4885          * We must use capacity_orig_of() for comparing against uclamp_min and
4886          * uclamp_max. We only care about capacity pressure (by using
4887          * capacity_of()) for comparing against the real util.
4888          *
4889          * If a task is boosted to 1024 for example, we don't want a tiny
4890          * pressure to skew the check whether it fits a CPU or not.
4891          *
4892          * Similarly if a task is capped to capacity_orig_of(little_cpu), it
4893          * should fit a little cpu even if there's some pressure.
4894          *
4895          * Only exception is for thermal pressure since it has a direct impact
4896          * on available OPP of the system.
4897          *
4898          * We honour it for uclamp_min only as a drop in performance level
4899          * could result in not getting the requested minimum performance level.
4900          *
4901          * For uclamp_max, we can tolerate a drop in performance level as the
4902          * goal is to cap the task. So it's okay if it's getting less.
4903          */
4904         capacity_orig = capacity_orig_of(cpu);
4905         capacity_orig_thermal = capacity_orig - arch_scale_thermal_pressure(cpu);
4906
4907         /*
4908          * We want to force a task to fit a cpu as implied by uclamp_max.
4909          * But we do have some corner cases to cater for..
4910          *
4911          *
4912          *                                 C=z
4913          *   |                             ___
4914          *   |                  C=y       |   |
4915          *   |_ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ _ _ _ | _ | _ _ _ _ _  uclamp_max
4916          *   |      C=x        |   |      |   |
4917          *   |      ___        |   |      |   |
4918          *   |     |   |       |   |      |   |    (util somewhere in this region)
4919          *   |     |   |       |   |      |   |
4920          *   |     |   |       |   |      |   |
4921          *   +----------------------------------------
4922          *         cpu0        cpu1       cpu2
4923          *
4924          *   In the above example if a task is capped to a specific performance
4925          *   point, y, then when:
4926          *
4927          *   * util = 80% of x then it does not fit on cpu0 and should migrate
4928          *     to cpu1
4929          *   * util = 80% of y then it is forced to fit on cpu1 to honour
4930          *     uclamp_max request.
4931          *
4932          *   which is what we're enforcing here. A task always fits if
4933          *   uclamp_max <= capacity_orig. But when uclamp_max > capacity_orig,
4934          *   the normal upmigration rules should withhold still.
4935          *
4936          *   Only exception is when we are on max capacity, then we need to be
4937          *   careful not to block overutilized state. This is so because:
4938          *
4939          *     1. There's no concept of capping at max_capacity! We can't go
4940          *        beyond this performance level anyway.
4941          *     2. The system is being saturated when we're operating near
4942          *        max capacity, it doesn't make sense to block overutilized.
4943          */
4944         uclamp_max_fits = (capacity_orig == SCHED_CAPACITY_SCALE) && (uclamp_max == SCHED_CAPACITY_SCALE);
4945         uclamp_max_fits = !uclamp_max_fits && (uclamp_max <= capacity_orig);
4946         fits = fits || uclamp_max_fits;
4947
4948         /*
4949          *
4950          *                                 C=z
4951          *   |                             ___       (region a, capped, util >= uclamp_max)
4952          *   |                  C=y       |   |
4953          *   |_ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ _ _ _ | _ | _ _ _ _ _ uclamp_max
4954          *   |      C=x        |   |      |   |
4955          *   |      ___        |   |      |   |      (region b, uclamp_min <= util <= uclamp_max)
4956          *   |_ _ _|_ _|_ _ _ _| _ | _ _ _| _ | _ _ _ _ _ uclamp_min
4957          *   |     |   |       |   |      |   |
4958          *   |     |   |       |   |      |   |      (region c, boosted, util < uclamp_min)
4959          *   +----------------------------------------
4960          *         cpu0        cpu1       cpu2
4961          *
4962          * a) If util > uclamp_max, then we're capped, we don't care about
4963          *    actual fitness value here. We only care if uclamp_max fits
4964          *    capacity without taking margin/pressure into account.
4965          *    See comment above.
4966          *
4967          * b) If uclamp_min <= util <= uclamp_max, then the normal
4968          *    fits_capacity() rules apply. Except we need to ensure that we
4969          *    enforce we remain within uclamp_max, see comment above.
4970          *
4971          * c) If util < uclamp_min, then we are boosted. Same as (b) but we
4972          *    need to take into account the boosted value fits the CPU without
4973          *    taking margin/pressure into account.
4974          *
4975          * Cases (a) and (b) are handled in the 'fits' variable already. We
4976          * just need to consider an extra check for case (c) after ensuring we
4977          * handle the case uclamp_min > uclamp_max.
4978          */
4979         uclamp_min = min(uclamp_min, uclamp_max);
4980         if (fits && (util < uclamp_min) && (uclamp_min > capacity_orig_thermal))
4981                 return -1;
4982
4983         return fits;
4984 }
4985
4986 static inline int task_fits_cpu(struct task_struct *p, int cpu)
4987 {
4988         unsigned long uclamp_min = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN);
4989         unsigned long uclamp_max = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX);
4990         unsigned long util = task_util_est(p);
4991         /*
4992          * Return true only if the cpu fully fits the task requirements, which
4993          * include the utilization but also the performance hints.
4994          */
4995         return (util_fits_cpu(util, uclamp_min, uclamp_max, cpu) > 0);
4996 }
4997
4998 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4999 {
5000         if (!sched_asym_cpucap_active())
5001                 return;
5002
5003         if (!p || p->nr_cpus_allowed == 1) {
5004                 rq->misfit_task_load = 0;
5005                 return;
5006         }
5007
5008         if (task_fits_cpu(p, cpu_of(rq))) {
5009                 rq->misfit_task_load = 0;
5010                 return;
5011         }
5012
5013         /*
5014          * Make sure that misfit_task_load will not be null even if
5015          * task_h_load() returns 0.
5016          */
5017         rq->misfit_task_load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
5018 }
5019
5020 #else /* CONFIG_SMP */
5021
5022 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
5023 {
5024         return !cfs_rq->nr_running;
5025 }
5026
5027 #define UPDATE_TG       0x0
5028 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
5029 #define DO_ATTACH       0x0
5030 #define DO_DETACH       0x0
5031
5032 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
5033 {
5034         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
5035 }
5036
5037 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
5038
5039 static inline void
5040 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
5041 static inline void
5042 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
5043
5044 static inline int newidle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
5045 {
5046         return 0;
5047 }
5048
5049 static inline void
5050 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
5051
5052 static inline void
5053 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
5054
5055 static inline void
5056 util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
5057                 bool task_sleep) {}
5058 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
5059
5060 #endif /* CONFIG_SMP */
5061
5062 static void
5063 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
5064 {
5065         u64 vslice, vruntime = avg_vruntime(cfs_rq);
5066         s64 lag = 0;
5067
5068         se->slice = sysctl_sched_base_slice;
5069         vslice = calc_delta_fair(se->slice, se);
5070
5071         /*
5072          * Due to how V is constructed as the weighted average of entities,
5073          * adding tasks with positive lag, or removing tasks with negative lag
5074          * will move 'time' backwards, this can screw around with the lag of
5075          * other tasks.
5076          *
5077          * EEVDF: placement strategy #1 / #2
5078          */
5079         if (sched_feat(PLACE_LAG) && cfs_rq->nr_running) {
5080                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
5081                 unsigned long load;
5082
5083                 lag = se->vlag;
5084
5085                 /*
5086                  * If we want to place a task and preserve lag, we have to
5087                  * consider the effect of the new entity on the weighted
5088                  * average and compensate for this, otherwise lag can quickly
5089                  * evaporate.
5090                  *
5091                  * Lag is defined as:
5092                  *
5093                  *   lag_i = S - s_i = w_i * (V - v_i)
5094                  *
5095                  * To avoid the 'w_i' term all over the place, we only track
5096                  * the virtual lag:
5097                  *
5098                  *   vl_i = V - v_i <=> v_i = V - vl_i
5099                  *
5100                  * And we take V to be the weighted average of all v:
5101                  *
5102                  *   V = (\Sum w_j*v_j) / W
5103                  *
5104                  * Where W is: \Sum w_j
5105                  *
5106                  * Then, the weighted average after adding an entity with lag
5107                  * vl_i is given by:
5108                  *
5109                  *   V' = (\Sum w_j*v_j + w_i*v_i) / (W + w_i)
5110                  *      = (W*V + w_i*(V - vl_i)) / (W + w_i)
5111                  *      = (W*V + w_i*V - w_i*vl_i) / (W + w_i)
5112                  *      = (V*(W + w_i) - w_i*l) / (W + w_i)
5113                  *      = V - w_i*vl_i / (W + w_i)
5114                  *
5115                  * And the actual lag after adding an entity with vl_i is:
5116                  *
5117                  *   vl'_i = V' - v_i
5118                  *         = V - w_i*vl_i / (W + w_i) - (V - vl_i)
5119                  *         = vl_i - w_i*vl_i / (W + w_i)
5120                  *
5121                  * Which is strictly less than vl_i. So in order to preserve lag
5122                  * we should inflate the lag before placement such that the
5123                  * effective lag after placement comes out right.
5124                  *
5125                  * As such, invert the above relation for vl'_i to get the vl_i
5126                  * we need to use such that the lag after placement is the lag
5127                  * we computed before dequeue.
5128                  *
5129                  *   vl'_i = vl_i - w_i*vl_i / (W + w_i)
5130                  *         = ((W + w_i)*vl_i - w_i*vl_i) / (W + w_i)
5131                  *
5132                  *   (W + w_i)*vl'_i = (W + w_i)*vl_i - w_i*vl_i
5133                  *                   = W*vl_i
5134                  *
5135                  *   vl_i = (W + w_i)*vl'_i / W
5136                  */
5137                 load = cfs_rq->avg_load;
5138                 if (curr && curr->on_rq)
5139                         load += scale_load_down(curr->load.weight);
5140
5141                 lag *= load + scale_load_down(se->load.weight);
5142                 if (WARN_ON_ONCE(!load))
5143                         load = 1;
5144                 lag = div_s64(lag, load);
5145         }
5146
5147         se->vruntime = vruntime - lag;
5148
5149         /*
5150          * When joining the competition; the exisiting tasks will be,
5151          * on average, halfway through their slice, as such start tasks
5152          * off with half a slice to ease into the competition.
5153          */
5154         if (sched_feat(PLACE_DEADLINE_INITIAL) && (flags & ENQUEUE_INITIAL))
5155                 vslice /= 2;
5156
5157         /*
5158          * EEVDF: vd_i = ve_i + r_i/w_i
5159          */
5160         se->deadline = se->vruntime + vslice;
5161 }
5162
5163 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
5164 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq);
5165
5166 static inline bool cfs_bandwidth_used(void);
5167
5168 static void
5169 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
5170 {
5171         bool curr = cfs_rq->curr == se;
5172
5173         /*
5174          * If we're the current task, we must renormalise before calling
5175          * update_curr().
5176          */
5177         if (curr)
5178                 place_entity(cfs_rq, se, flags);
5179
5180         update_curr(cfs_rq);
5181
5182         /*
5183          * When enqueuing a sched_entity, we must:
5184          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
5185          *   - For group_entity, update its runnable_weight to reflect the new
5186          *     h_nr_running of its group cfs_rq.
5187          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
5188          *     its group cfs_rq
5189          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
5190          */
5191         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
5192         se_update_runnable(se);
5193         /*
5194          * XXX update_load_avg() above will have attached us to the pelt sum;
5195          * but update_cfs_group() here will re-adjust the weight and have to
5196          * undo/redo all that. Seems wasteful.
5197          */
5198         update_cfs_group(se);
5199
5200         /*
5201          * XXX now that the entity has been re-weighted, and it's lag adjusted,
5202          * we can place the entity.
5203          */
5204         if (!curr)
5205                 place_entity(cfs_rq, se, flags);
5206
5207         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
5208
5209         /* Entity has migrated, no longer consider this task hot */
5210         if (flags & ENQUEUE_MIGRATED)
5211                 se->exec_start = 0;
5212
5213         check_schedstat_required();
5214         update_stats_enqueue_fair(cfs_rq, se, flags);
5215         if (!curr)
5216                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
5217         se->on_rq = 1;
5218
5219         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
5220                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
5221                 if (!throttled_hierarchy(cfs_rq)) {
5222                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5223                 } else {
5224 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
5225                         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5226
5227                         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq) && !cfs_rq->throttled_clock)
5228                                 cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
5229                         if (!cfs_rq->throttled_clock_self)
5230                                 cfs_rq->throttled_clock_self = rq_clock(rq);
5231 #endif
5232                 }
5233         }
5234 }
5235
5236 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
5237 {
5238         for_each_sched_entity(se) {
5239                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5240                 if (cfs_rq->next != se)
5241                         break;
5242
5243                 cfs_rq->next = NULL;
5244         }
5245 }
5246
5247 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
5248 {
5249         if (cfs_rq->next == se)
5250                 __clear_buddies_next(se);
5251 }
5252
5253 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
5254
5255 static void
5256 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
5257 {
5258         int action = UPDATE_TG;
5259
5260         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)))
5261                 action |= DO_DETACH;
5262
5263         /*
5264          * Update run-time statistics of the 'current'.
5265          */
5266         update_curr(cfs_rq);
5267
5268         /*
5269          * When dequeuing a sched_entity, we must:
5270          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
5271          *   - For group_entity, update its runnable_weight to reflect the new
5272          *     h_nr_running of its group cfs_rq.
5273          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
5274          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
5275          *     of its group cfs_rq.
5276          */
5277         update_load_avg(cfs_rq, se, action);
5278         se_update_runnable(se);
5279
5280         update_stats_dequeue_fair(cfs_rq, se, flags);
5281
5282         clear_buddies(cfs_rq, se);
5283
5284         update_entity_lag(cfs_rq, se);
5285         if (se != cfs_rq->curr)
5286                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
5287         se->on_rq = 0;
5288         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
5289
5290         /* return excess runtime on last dequeue */
5291         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5292
5293         update_cfs_group(se);
5294
5295         /*
5296          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
5297          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
5298          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
5299          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
5300          */
5301         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
5302                 update_min_vruntime(cfs_rq);
5303
5304         if (cfs_rq->nr_running == 0)
5305                 update_idle_cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
5306 }
5307
5308 static void
5309 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
5310 {
5311         clear_buddies(cfs_rq, se);
5312
5313         /* 'current' is not kept within the tree. */
5314         if (se->on_rq) {
5315                 /*
5316                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
5317                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
5318                  * runqueue.
5319                  */
5320                 update_stats_wait_end_fair(cfs_rq, se);
5321                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
5322                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5323                 /*
5324                  * HACK, stash a copy of deadline at the point of pick in vlag,
5325                  * which isn't used until dequeue.
5326                  */
5327                 se->vlag = se->deadline;
5328         }
5329
5330         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
5331         cfs_rq->curr = se;
5332
5333         /*
5334          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
5335          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
5336          * when there are only lesser-weight tasks around):
5337          */
5338         if (schedstat_enabled() &&
5339             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
5340                 struct sched_statistics *stats;
5341
5342                 stats = __schedstats_from_se(se);
5343                 __schedstat_set(stats->slice_max,
5344                                 max((u64)stats->slice_max,
5345                                     se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
5346         }
5347
5348         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
5349 }
5350
5351 /*
5352  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
5353  * 1) keep things fair between processes/task groups
5354  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
5355  * 3) pick the "last" process, for cache locality
5356  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
5357  */
5358 static struct sched_entity *
5359 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
5360 {
5361         /*
5362          * Enabling NEXT_BUDDY will affect latency but not fairness.
5363          */
5364         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) &&
5365             cfs_rq->next && entity_eligible(cfs_rq, cfs_rq->next))
5366                 return cfs_rq->next;
5367
5368         return pick_eevdf(cfs_rq);
5369 }
5370
5371 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
5372
5373 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
5374 {
5375         /*
5376          * If still on the runqueue then deactivate_task()
5377          * was not called and update_curr() has to be done:
5378          */
5379         if (prev->on_rq)
5380                 update_curr(cfs_rq);
5381
5382         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
5383         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5384
5385         if (prev->on_rq) {
5386                 update_stats_wait_start_fair(cfs_rq, prev);
5387                 /* Put 'current' back into the tree. */
5388                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
5389                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
5390                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
5391         }
5392         cfs_rq->curr = NULL;
5393 }
5394
5395 static void
5396 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
5397 {
5398         /*
5399          * Update run-time statistics of the 'current'.
5400          */
5401         update_curr(cfs_rq);
5402
5403         /*
5404          * Ensure that runnable average is periodically updated.
5405          */
5406         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
5407         update_cfs_group(curr);
5408
5409 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5410         /*
5411          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
5412          * validating it and just reschedule.
5413          */
5414         if (queued) {
5415                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
5416                 return;
5417         }
5418         /*
5419          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
5420          */
5421         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
5422                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
5423                 return;
5424 #endif
5425 }
5426
5427
5428 /**************************************************
5429  * CFS bandwidth control machinery
5430  */
5431
5432 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
5433
5434 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
5435 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
5436
5437 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5438 {
5439         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
5440 }
5441
5442 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
5443 {
5444         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
5445 }
5446
5447 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
5448 {
5449         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
5450 }
5451 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
5452 static bool cfs_bandwidth_used(void)
5453 {
5454         return true;
5455 }
5456
5457 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
5458 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
5459 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
5460
5461 /*
5462  * default period for cfs group bandwidth.
5463  * default: 0.1s, units: nanoseconds
5464  */
5465 static inline u64 default_cfs_period(void)
5466 {
5467         return 100000000ULL;
5468 }
5469
5470 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
5471 {
5472         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
5473 }
5474
5475 /*
5476  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
5477  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
5478  * around rq->lock.
5479  *
5480  * requires cfs_b->lock
5481  */
5482 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5483 {
5484         s64 runtime;
5485
5486         if (unlikely(cfs_b->quota == RUNTIME_INF))
5487                 return;
5488
5489         cfs_b->runtime += cfs_b->quota;
5490         runtime = cfs_b->runtime_snap - cfs_b->runtime;
5491         if (runtime > 0) {
5492                 cfs_b->burst_time += runtime;
5493                 cfs_b->nr_burst++;
5494         }
5495
5496         cfs_b->runtime = min(cfs_b->runtime, cfs_b->quota + cfs_b->burst);
5497         cfs_b->runtime_snap = cfs_b->runtime;
5498 }
5499
5500 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5501 {
5502         return &tg->cfs_bandwidth;
5503 }
5504
5505 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
5506 static int __assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
5507                                    struct cfs_rq *cfs_rq, u64 target_runtime)
5508 {
5509         u64 min_amount, amount = 0;
5510
5511         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5512
5513         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
5514         min_amount = target_runtime - cfs_rq->runtime_remaining;
5515
5516         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
5517                 amount = min_amount;
5518         else {
5519                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
5520
5521                 if (cfs_b->runtime > 0) {
5522                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
5523                         cfs_b->runtime -= amount;
5524                         cfs_b->idle = 0;
5525                 }
5526         }
5527
5528         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
5529
5530         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
5531 }
5532
5533 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
5534 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5535 {
5536         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5537         int ret;
5538
5539         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5540         ret = __assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, sched_cfs_bandwidth_slice());
5541         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5542
5543         return ret;
5544 }
5545
5546 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
5547 {
5548         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
5549         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
5550
5551         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
5552                 return;
5553
5554         if (cfs_rq->throttled)
5555                 return;
5556         /*
5557          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
5558          * hierarchy can be throttled
5559          */
5560         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
5561                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
5562 }
5563
5564 static __always_inline
5565 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
5566 {
5567         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
5568                 return;
5569
5570         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
5571 }
5572
5573 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5574 {
5575         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
5576 }
5577
5578 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
5579 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5580 {
5581         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
5582 }
5583
5584 /*
5585  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
5586  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
5587  * load-balance operations.
5588  */
5589 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5590                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5591 {
5592         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
5593
5594         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
5595         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
5596
5597         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
5598                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
5599 }
5600
5601 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
5602 {
5603         struct rq *rq = data;
5604         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5605
5606         cfs_rq->throttle_count--;
5607         if (!cfs_rq->throttle_count) {
5608                 cfs_rq->throttled_clock_pelt_time += rq_clock_pelt(rq) -
5609                                              cfs_rq->throttled_clock_pelt;
5610
5611                 /* Add cfs_rq with load or one or more already running entities to the list */
5612                 if (!cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
5613                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5614
5615                 if (cfs_rq->throttled_clock_self) {
5616                         u64 delta = rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock_self;
5617
5618                         cfs_rq->throttled_clock_self = 0;
5619
5620                         if (SCHED_WARN_ON((s64)delta < 0))
5621                                 delta = 0;
5622
5623                         cfs_rq->throttled_clock_self_time += delta;
5624                 }
5625         }
5626
5627         return 0;
5628 }
5629
5630 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
5631 {
5632         struct rq *rq = data;
5633         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5634
5635         /* group is entering throttled state, stop time */
5636         if (!cfs_rq->throttle_count) {
5637                 cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(rq);
5638                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5639
5640                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->throttled_clock_self);
5641                 if (cfs_rq->nr_running)
5642                         cfs_rq->throttled_clock_self = rq_clock(rq);
5643         }
5644         cfs_rq->throttle_count++;
5645
5646         return 0;
5647 }
5648
5649 static bool throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5650 {
5651         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5652         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5653         struct sched_entity *se;
5654         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
5655
5656         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5657         /* This will start the period timer if necessary */
5658         if (__assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, 1)) {
5659                 /*
5660                  * We have raced with bandwidth becoming available, and if we
5661                  * actually throttled the timer might not unthrottle us for an
5662                  * entire period. We additionally needed to make sure that any
5663                  * subsequent check_cfs_rq_runtime calls agree not to throttle
5664                  * us, as we may commit to do cfs put_prev+pick_next, so we ask
5665                  * for 1ns of runtime rather than just check cfs_b.
5666                  */
5667                 dequeue = 0;
5668         } else {
5669                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list,
5670                                   &cfs_b->throttled_cfs_rq);
5671         }
5672         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5673
5674         if (!dequeue)
5675                 return false;  /* Throttle no longer required. */
5676
5677         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
5678
5679         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
5680         rcu_read_lock();
5681         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
5682         rcu_read_unlock();
5683
5684         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5685         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
5686         for_each_sched_entity(se) {
5687                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5688                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
5689                 if (!se->on_rq)
5690                         goto done;
5691
5692                 dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
5693
5694                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5695                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5696
5697                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
5698                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
5699
5700                 if (qcfs_rq->load.weight) {
5701                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5702                         se = parent_entity(se);
5703                         break;
5704                 }
5705         }
5706
5707         for_each_sched_entity(se) {
5708                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5709                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
5710                 if (!se->on_rq)
5711                         goto done;
5712
5713                 update_load_avg(qcfs_rq, se, 0);
5714                 se_update_runnable(se);
5715
5716                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5717                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5718
5719                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
5720                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
5721         }
5722
5723         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5724         sub_nr_running(rq, task_delta);
5725
5726 done:
5727         /*
5728          * Note: distribution will already see us throttled via the
5729          * throttled-list.  rq->lock protects completion.
5730          */
5731         cfs_rq->throttled = 1;
5732         SCHED_WARN_ON(cfs_rq->throttled_clock);
5733         if (cfs_rq->nr_running)
5734                 cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
5735         return true;
5736 }
5737
5738 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5739 {
5740         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5741         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5742         struct sched_entity *se;
5743         long task_delta, idle_task_delta;
5744
5745         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5746
5747         cfs_rq->throttled = 0;
5748
5749         update_rq_clock(rq);
5750
5751         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5752         if (cfs_rq->throttled_clock) {
5753                 cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
5754                 cfs_rq->throttled_clock = 0;
5755         }
5756         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
5757         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5758
5759         /* update hierarchical throttle state */
5760         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
5761
5762         if (!cfs_rq->load.weight) {
5763                 if (!cfs_rq->on_list)
5764                         return;
5765                 /*
5766                  * Nothing to run but something to decay (on_list)?
5767                  * Complete the branch.
5768                  */
5769                 for_each_sched_entity(se) {
5770                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq_of(se)))
5771                                 break;
5772                 }
5773                 goto unthrottle_throttle;
5774         }
5775
5776         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5777         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
5778         for_each_sched_entity(se) {
5779                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5780
5781                 if (se->on_rq)
5782                         break;
5783                 enqueue_entity(qcfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
5784
5785                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5786                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5787
5788                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
5789                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
5790
5791                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5792                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
5793                         goto unthrottle_throttle;
5794         }
5795
5796         for_each_sched_entity(se) {
5797                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5798
5799                 update_load_avg(qcfs_rq, se, UPDATE_TG);
5800                 se_update_runnable(se);
5801
5802                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5803                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5804
5805                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
5806                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
5807
5808                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5809                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
5810                         goto unthrottle_throttle;
5811         }
5812
5813         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5814         add_nr_running(rq, task_delta);
5815
5816 unthrottle_throttle:
5817         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5818
5819         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
5820         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
5821                 resched_curr(rq);
5822 }
5823
5824 #ifdef CONFIG_SMP
5825 static void __cfsb_csd_unthrottle(void *arg)
5826 {
5827         struct cfs_rq *cursor, *tmp;
5828         struct rq *rq = arg;
5829         struct rq_flags rf;
5830
5831         rq_lock(rq, &rf);
5832
5833         /*
5834          * Iterating over the list can trigger several call to
5835          * update_rq_clock() in unthrottle_cfs_rq().
5836          * Do it once and skip the potential next ones.
5837          */
5838         update_rq_clock(rq);
5839         rq_clock_start_loop_update(rq);
5840
5841         /*
5842          * Since we hold rq lock we're safe from concurrent manipulation of
5843          * the CSD list. However, this RCU critical section annotates the
5844          * fact that we pair with sched_free_group_rcu(), so that we cannot
5845          * race with group being freed in the window between removing it
5846          * from the list and advancing to the next entry in the list.
5847          */
5848         rcu_read_lock();
5849
5850         list_for_each_entry_safe(cursor, tmp, &rq->cfsb_csd_list,
5851                                  throttled_csd_list) {
5852                 list_del_init(&cursor->throttled_csd_list);
5853
5854                 if (cfs_rq_throttled(cursor))
5855                         unthrottle_cfs_rq(cursor);
5856         }
5857
5858         rcu_read_unlock();
5859
5860         rq_clock_stop_loop_update(rq);
5861         rq_unlock(rq, &rf);
5862 }
5863
5864 static inline void __unthrottle_cfs_rq_async(struct cfs_rq *cfs_rq)
5865 {
5866         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5867         bool first;
5868
5869         if (rq == this_rq()) {
5870                 unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5871                 return;
5872         }
5873
5874         /* Already enqueued */
5875         if (SCHED_WARN_ON(!list_empty(&cfs_rq->throttled_csd_list)))
5876                 return;
5877
5878         first = list_empty(&rq->cfsb_csd_list);
5879         list_add_tail(&cfs_rq->throttled_csd_list, &rq->cfsb_csd_list);
5880         if (first)
5881                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->cfsb_csd);
5882 }
5883 #else
5884 static inline void __unthrottle_cfs_rq_async(struct cfs_rq *cfs_rq)
5885 {
5886         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5887 }
5888 #endif
5889
5890 static void unthrottle_cfs_rq_async(struct cfs_rq *cfs_rq)
5891 {
5892         lockdep_assert_rq_held(rq_of(cfs_rq));
5893
5894         if (SCHED_WARN_ON(!cfs_rq_throttled(cfs_rq) ||
5895             cfs_rq->runtime_remaining <= 0))
5896                 return;
5897
5898         __unthrottle_cfs_rq_async(cfs_rq);
5899 }
5900
5901 static bool distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5902 {
5903         struct cfs_rq *local_unthrottle = NULL;
5904         int this_cpu = smp_processor_id();
5905         u64 runtime, remaining = 1;
5906         bool throttled = false;
5907         struct cfs_rq *cfs_rq;
5908         struct rq_flags rf;
5909         struct rq *rq;
5910
5911         rcu_read_lock();
5912         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
5913                                 throttled_list) {
5914                 rq = rq_of(cfs_rq);
5915
5916                 if (!remaining) {
5917                         throttled = true;
5918                         break;
5919                 }
5920
5921                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5922                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5923                         goto next;
5924
5925 #ifdef CONFIG_SMP
5926                 /* Already queued for async unthrottle */
5927                 if (!list_empty(&cfs_rq->throttled_csd_list))
5928                         goto next;
5929 #endif
5930
5931                 /* By the above checks, this should never be true */
5932                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
5933
5934                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5935                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
5936                 if (runtime > cfs_b->runtime)
5937                         runtime = cfs_b->runtime;
5938                 cfs_b->runtime -= runtime;
5939                 remaining = cfs_b->runtime;
5940                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5941
5942                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
5943
5944                 /* we check whether we're throttled above */
5945                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0) {
5946                         if (cpu_of(rq) != this_cpu ||
5947                             SCHED_WARN_ON(local_unthrottle))
5948                                 unthrottle_cfs_rq_async(cfs_rq);
5949                         else
5950                                 local_unthrottle = cfs_rq;
5951                 } else {
5952                         throttled = true;
5953                 }
5954
5955 next:
5956                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5957         }
5958         rcu_read_unlock();
5959
5960         if (local_unthrottle) {
5961                 rq = cpu_rq(this_cpu);
5962                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5963                 if (cfs_rq_throttled(local_unthrottle))
5964                         unthrottle_cfs_rq(local_unthrottle);
5965                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5966         }
5967
5968         return throttled;
5969 }
5970
5971 /*
5972  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
5973  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
5974  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
5975  * used to track this state.
5976  */
5977 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
5978 {
5979         int throttled;
5980
5981         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
5982         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
5983                 goto out_deactivate;
5984
5985         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5986         cfs_b->nr_periods += overrun;
5987
5988         /* Refill extra burst quota even if cfs_b->idle */
5989         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
5990
5991         /*
5992          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
5993          * we're going inactive then everything else can be deferred
5994          */
5995         if (cfs_b->idle && !throttled)
5996                 goto out_deactivate;
5997
5998         if (!throttled) {
5999                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
6000                 cfs_b->idle = 1;
6001                 return 0;
6002         }
6003
6004         /* account preceding periods in which throttling occurred */
6005         cfs_b->nr_throttled += overrun;
6006
6007         /*
6008          * This check is repeated as we release cfs_b->lock while we unthrottle.
6009          */
6010         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
6011                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
6012                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
6013                 throttled = distribute_cfs_runtime(cfs_b);
6014                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
6015         }
6016
6017         /*
6018          * While we are ensured activity in the period following an
6019          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
6020          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
6021          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
6022          */
6023         cfs_b->idle = 0;
6024
6025         return 0;
6026
6027 out_deactivate:
6028         return 1;
6029 }
6030
6031 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
6032 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
6033 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
6034 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
6035 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
6036 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
6037
6038 /*
6039  * Are we near the end of the current quota period?
6040  *
6041  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
6042  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
6043  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
6044  */
6045 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
6046 {
6047         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
6048         s64 remaining;
6049
6050         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
6051         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
6052                 return 1;
6053
6054         /* is a quota refresh about to occur? */
6055         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
6056         if (remaining < (s64)min_expire)
6057                 return 1;
6058
6059         return 0;
6060 }
6061
6062 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
6063 {
6064         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
6065
6066         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
6067         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
6068                 return;
6069
6070         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
6071         if (cfs_b->slack_started)
6072                 return;
6073         cfs_b->slack_started = true;
6074
6075         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
6076                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
6077                         HRTIMER_MODE_REL);
6078 }
6079
6080 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
6081 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
6082 {
6083         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
6084         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
6085
6086         if (slack_runtime <= 0)
6087                 return;
6088
6089         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
6090         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
6091                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
6092
6093                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
6094                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
6095                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
6096                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
6097         }
6098         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
6099
6100         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
6101         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
6102 }
6103
6104 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
6105 {
6106         if (!cfs_bandwidth_used())
6107                 return;
6108
6109         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
6110                 return;
6111
6112         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
6113 }
6114
6115 /*
6116  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
6117  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
6118  */
6119 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
6120 {
6121         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
6122         unsigned long flags;
6123
6124         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
6125         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
6126         cfs_b->slack_started = false;
6127
6128         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
6129                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
6130                 return;
6131         }
6132
6133         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
6134                 runtime = cfs_b->runtime;
6135
6136         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
6137
6138         if (!runtime)
6139                 return;
6140
6141         distribute_cfs_runtime(cfs_b);
6142 }
6143
6144 /*
6145  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
6146  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
6147  * runtime as update_curr() throttling can not trigger until it's on-rq.
6148  */
6149 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
6150 {
6151         if (!cfs_bandwidth_used())
6152                 return;
6153
6154         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
6155         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
6156                 return;
6157
6158         /* ensure the group is not already throttled */
6159         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6160                 return;
6161
6162         /* update runtime allocation */
6163         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
6164         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
6165                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
6166 }
6167
6168 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
6169 {
6170         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
6171
6172         if (!cfs_bandwidth_used())
6173                 return;
6174
6175         if (!tg->parent)
6176                 return;
6177
6178         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
6179         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
6180
6181         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
6182         cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(cpu_rq(cpu));
6183 }
6184
6185 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
6186 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
6187 {
6188         if (!cfs_bandwidth_used())
6189                 return false;
6190
6191         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
6192                 return false;
6193
6194         /*
6195          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
6196          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
6197          */
6198         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6199                 return true;
6200
6201         return throttle_cfs_rq(cfs_rq);
6202 }
6203
6204 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
6205 {
6206         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
6207                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
6208
6209         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
6210
6211         return HRTIMER_NORESTART;
6212 }
6213
6214 extern const u64 max_cfs_quota_period;
6215
6216 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
6217 {
6218         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
6219                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
6220         unsigned long flags;
6221         int overrun;
6222         int idle = 0;
6223         int count = 0;
6224
6225         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
6226         for (;;) {
6227                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
6228                 if (!overrun)
6229                         break;
6230
6231                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
6232
6233                 if (++count > 3) {
6234                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
6235
6236                         /*
6237                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
6238                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
6239                          * to fail.
6240                          */
6241                         new = old * 2;
6242                         if (new < max_cfs_quota_period) {
6243                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
6244                                 cfs_b->quota *= 2;
6245                                 cfs_b->burst *= 2;
6246
6247                                 pr_warn_ratelimited(
6248         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
6249                                         smp_processor_id(),
6250                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
6251                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
6252                         } else {
6253                                 pr_warn_ratelimited(
6254         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
6255                                         smp_processor_id(),
6256                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
6257                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
6258                         }
6259
6260                         /* reset count so we don't come right back in here */
6261                         count = 0;
6262                 }
6263         }
6264         if (idle)
6265                 cfs_b->period_active = 0;
6266         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
6267
6268         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
6269 }
6270
6271 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, struct cfs_bandwidth *parent)
6272 {
6273         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
6274         cfs_b->runtime = 0;
6275         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
6276         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
6277         cfs_b->burst = 0;
6278         cfs_b->hierarchical_quota = parent ? parent->hierarchical_quota : RUNTIME_INF;
6279
6280         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
6281         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
6282         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
6283
6284         /* Add a random offset so that timers interleave */
6285         hrtimer_set_expires(&cfs_b->period_timer,
6286                             get_random_u32_below(cfs_b->period));
6287         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
6288         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
6289         cfs_b->slack_started = false;
6290 }
6291
6292 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
6293 {
6294         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
6295         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
6296 #ifdef CONFIG_SMP
6297         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_csd_list);
6298 #endif
6299 }
6300
6301 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
6302 {
6303         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
6304
6305         if (cfs_b->period_active)
6306                 return;
6307
6308         cfs_b->period_active = 1;
6309         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
6310         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
6311 }
6312
6313 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
6314 {
6315         int __maybe_unused i;
6316
6317         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
6318         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
6319                 return;
6320
6321         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
6322         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
6323
6324         /*
6325          * It is possible that we still have some cfs_rq's pending on a CSD
6326          * list, though this race is very rare. In order for this to occur, we
6327          * must have raced with the last task leaving the group while there
6328          * exist throttled cfs_rq(s), and the period_timer must have queued the
6329          * CSD item but the remote cpu has not yet processed it. To handle this,
6330          * we can simply flush all pending CSD work inline here. We're
6331          * guaranteed at this point that no additional cfs_rq of this group can
6332          * join a CSD list.
6333          */
6334 #ifdef CONFIG_SMP
6335         for_each_possible_cpu(i) {
6336                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6337                 unsigned long flags;
6338
6339                 if (list_empty(&rq->cfsb_csd_list))
6340                         continue;
6341
6342                 local_irq_save(flags);
6343                 __cfsb_csd_unthrottle(rq);
6344                 local_irq_restore(flags);
6345         }
6346 #endif
6347 }
6348
6349 /*
6350  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
6351  *
6352  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
6353  * bits doesn't do much.
6354  */
6355
6356 /* cpu online callback */
6357 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
6358 {
6359         struct task_group *tg;
6360
6361         lockdep_assert_rq_held(rq);
6362
6363         rcu_read_lock();
6364         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
6365                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6366                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
6367
6368                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
6369                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6370                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
6371         }
6372         rcu_read_unlock();
6373 }
6374
6375 /* cpu offline callback */
6376 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
6377 {
6378         struct task_group *tg;
6379
6380         lockdep_assert_rq_held(rq);
6381
6382         /*
6383          * The rq clock has already been updated in the
6384          * set_rq_offline(), so we should skip updating
6385          * the rq clock again in unthrottle_cfs_rq().
6386          */
6387         rq_clock_start_loop_update(rq);
6388
6389         rcu_read_lock();
6390         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
6391                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
6392
6393                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
6394                         continue;
6395
6396                 /*
6397                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
6398                  * there's some valid quota amount
6399                  */
6400                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
6401                 /*
6402                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
6403                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
6404                  */
6405                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
6406
6407                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6408                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6409         }
6410         rcu_read_unlock();
6411
6412         rq_clock_stop_loop_update(rq);
6413 }
6414
6415 bool cfs_task_bw_constrained(struct task_struct *p)
6416 {
6417         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
6418
6419         if (!cfs_bandwidth_used())
6420                 return false;
6421
6422         if (cfs_rq->runtime_enabled ||
6423             tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg)->hierarchical_quota != RUNTIME_INF)
6424                 return true;
6425
6426         return false;
6427 }
6428
6429 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
6430 /* called from pick_next_task_fair() */
6431 static void sched_fair_update_stop_tick(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6432 {
6433         int cpu = cpu_of(rq);
6434
6435         if (!sched_feat(HZ_BW) || !cfs_bandwidth_used())
6436                 return;
6437
6438         if (!tick_nohz_full_cpu(cpu))
6439                 return;
6440
6441         if (rq->nr_running != 1)
6442                 return;
6443
6444         /*
6445          *  We know there is only one task runnable and we've just picked it. The
6446          *  normal enqueue path will have cleared TICK_DEP_BIT_SCHED if we will
6447          *  be otherwise able to stop the tick. Just need to check if we are using
6448          *  bandwidth control.
6449          */
6450         if (cfs_task_bw_constrained(p))
6451                 tick_nohz_dep_set_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_SCHED);
6452 }
6453 #endif
6454
6455 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
6456
6457 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
6458 {
6459         return false;
6460 }
6461
6462 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
6463 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
6464 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
6465 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
6466 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
6467
6468 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
6469 {
6470         return 0;
6471 }
6472
6473 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
6474 {
6475         return 0;
6476 }
6477
6478 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
6479                                     int src_cpu, int dest_cpu)
6480 {
6481         return 0;
6482 }
6483
6484 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6485 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, struct cfs_bandwidth *parent) {}
6486 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
6487 #endif
6488
6489 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
6490 {
6491         return NULL;
6492 }
6493 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
6494 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
6495 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
6496 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6497 bool cfs_task_bw_constrained(struct task_struct *p)
6498 {
6499         return false;
6500 }
6501 #endif
6502 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
6503
6504 #if !defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH) || !defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
6505 static inline void sched_fair_update_stop_tick(struct rq *rq, struct task_struct *p) {}
6506 #endif
6507
6508 /**************************************************
6509  * CFS operations on tasks:
6510  */
6511
6512 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
6513 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6514 {
6515         struct sched_entity *se = &p->se;
6516
6517         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
6518
6519         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
6520                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
6521                 u64 slice = se->slice;
6522                 s64 delta = slice - ran;
6523
6524                 if (delta < 0) {
6525                         if (task_current(rq, p))
6526                                 resched_curr(rq);
6527                         return;
6528                 }
6529                 hrtick_start(rq, delta);
6530         }
6531 }
6532
6533 /*
6534  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
6535  * current task is from our class and nr_running is low enough
6536  * to matter.
6537  */
6538 static void hrtick_update(struct rq *rq)
6539 {
6540         struct task_struct *curr = rq->curr;
6541
6542         if (!hrtick_enabled_fair(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
6543                 return;
6544
6545         hrtick_start_fair(rq, curr);
6546 }
6547 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
6548 static inline void
6549 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6550 {
6551 }
6552
6553 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
6554 {
6555 }
6556 #endif
6557
6558 #ifdef CONFIG_SMP
6559 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
6560 {
6561         unsigned long rq_util_min = uclamp_rq_get(cpu_rq(cpu), UCLAMP_MIN);
6562         unsigned long rq_util_max = uclamp_rq_get(cpu_rq(cpu), UCLAMP_MAX);
6563
6564         /* Return true only if the utilization doesn't fit CPU's capacity */
6565         return !util_fits_cpu(cpu_util_cfs(cpu), rq_util_min, rq_util_max, cpu);
6566 }
6567
6568 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
6569 {
6570         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
6571                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
6572                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
6573         }
6574 }
6575 #else
6576 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
6577 #endif
6578
6579 /* Runqueue only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
6580 static int sched_idle_rq(struct rq *rq)
6581 {
6582         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
6583                         rq->nr_running);
6584 }
6585
6586 #ifdef CONFIG_SMP
6587 static int sched_idle_cpu(int cpu)
6588 {
6589         return sched_idle_rq(cpu_rq(cpu));
6590 }
6591 #endif
6592
6593 /*
6594  * The enqueue_task method is called before nr_running is
6595  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
6596  * then put the task into the rbtree:
6597  */
6598 static void
6599 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
6600 {
6601         struct cfs_rq *cfs_rq;
6602         struct sched_entity *se = &p->se;
6603         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
6604         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
6605
6606         /*
6607          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
6608          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
6609          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
6610          * estimated utilization, before we update schedutil.
6611          */
6612         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
6613
6614         /*
6615          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
6616          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
6617          * passed.
6618          */
6619         if (p->in_iowait)
6620                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
6621
6622         for_each_sched_entity(se) {
6623                 if (se->on_rq)
6624                         break;
6625                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6626                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
6627
6628                 cfs_rq->h_nr_running++;
6629                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
6630
6631                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
6632                         idle_h_nr_running = 1;
6633
6634                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
6635                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6636                         goto enqueue_throttle;
6637
6638                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
6639         }
6640
6641         for_each_sched_entity(se) {
6642                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6643
6644                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
6645                 se_update_runnable(se);
6646                 update_cfs_group(se);
6647
6648                 cfs_rq->h_nr_running++;
6649                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
6650
6651                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
6652                         idle_h_nr_running = 1;
6653
6654                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
6655                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6656                         goto enqueue_throttle;
6657         }
6658
6659         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
6660         add_nr_running(rq, 1);
6661
6662         /*
6663          * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
6664          * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
6665          * ability to cross the overutilized threshold, which will
6666          * result in the load balancer ruining all the task placement
6667          * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
6668          * for the first enqueue operation of new tasks during the
6669          * overutilized flag detection.
6670          *
6671          * A better way of solving this problem would be to wait for
6672          * the PELT signals of tasks to converge before taking them
6673          * into account, but that is not straightforward to implement,
6674          * and the following generally works well enough in practice.
6675          */
6676         if (!task_new)
6677                 update_overutilized_status(rq);
6678
6679 enqueue_throttle:
6680         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
6681
6682         hrtick_update(rq);
6683 }
6684
6685 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
6686
6687 /*
6688  * The dequeue_task method is called before nr_running is
6689  * decreased. We remove the task from the rbtree and
6690  * update the fair scheduling stats:
6691  */
6692 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
6693 {
6694         struct cfs_rq *cfs_rq;
6695         struct sched_entity *se = &p->se;
6696         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
6697         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
6698         bool was_sched_idle = sched_idle_rq(rq);
6699
6700         util_est_dequeue(&rq->cfs, p);
6701
6702         for_each_sched_entity(se) {
6703                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6704                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
6705
6706                 cfs_rq->h_nr_running--;
6707                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
6708
6709                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
6710                         idle_h_nr_running = 1;
6711
6712                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
6713                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6714                         goto dequeue_throttle;
6715
6716                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
6717                 if (cfs_rq->load.weight) {
6718                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
6719                         se = parent_entity(se);
6720                         /*
6721                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
6722                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
6723                          */
6724                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
6725                                 set_next_buddy(se);
6726                         break;
6727                 }
6728                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
6729         }
6730
6731         for_each_sched_entity(se) {
6732                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6733
6734                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
6735                 se_update_runnable(se);
6736                 update_cfs_group(se);
6737
6738                 cfs_rq->h_nr_running--;
6739                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
6740
6741                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
6742                         idle_h_nr_running = 1;
6743
6744                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
6745                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6746                         goto dequeue_throttle;
6747
6748         }
6749
6750         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
6751         sub_nr_running(rq, 1);
6752
6753         /* balance early to pull high priority tasks */
6754         if (unlikely(!was_sched_idle && sched_idle_rq(rq)))
6755                 rq->next_balance = jiffies;
6756
6757 dequeue_throttle:
6758         util_est_update(&rq->cfs, p, task_sleep);
6759         hrtick_update(rq);
6760 }
6761
6762 #ifdef CONFIG_SMP
6763
6764 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
6765 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6766 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_rq_mask);
6767 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, should_we_balance_tmpmask);
6768
6769 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6770
6771 static struct {
6772         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6773         atomic_t nr_cpus;
6774         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
6775         int needs_update;               /* Newly idle CPUs need their next_balance collated */
6776         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6777         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
6778 } nohz ____cacheline_aligned;
6779
6780 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
6781
6782 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
6783 {
6784         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
6785 }
6786
6787 /*
6788  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
6789  * @cpu: the CPU which load is requested
6790  * @p: the task which load should be discounted
6791  *
6792  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
6793  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
6794  * CPU.
6795  *
6796  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
6797  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
6798  * load.
6799  */
6800 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6801 {
6802         struct cfs_rq *cfs_rq;
6803         unsigned int load;
6804
6805         /* Task has no contribution or is new */
6806         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6807                 return cpu_load(rq);
6808
6809         cfs_rq = &rq->cfs;
6810         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
6811
6812         /* Discount task's util from CPU's util */
6813         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
6814
6815         return load;
6816 }
6817
6818 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq)
6819 {
6820         return cfs_rq_runnable_avg(&rq->cfs);
6821 }
6822
6823 static unsigned long cpu_runnable_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6824 {
6825         struct cfs_rq *cfs_rq;
6826         unsigned int runnable;
6827
6828         /* Task has no contribution or is new */
6829         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6830                 return cpu_runnable(rq);
6831
6832         cfs_rq = &rq->cfs;
6833         runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
6834
6835         /* Discount task's runnable from CPU's runnable */
6836         lsub_positive(&runnable, p->se.avg.runnable_avg);
6837
6838         return runnable;
6839 }
6840
6841 static unsigned long capacity_of(int cpu)
6842 {
6843         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
6844 }
6845
6846 static void record_wakee(struct task_struct *p)
6847 {
6848         /*
6849          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
6850          * jiffy will not have built up many flips.
6851          */
6852         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
6853                 current->wakee_flips >>= 1;
6854                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
6855         }
6856
6857         if (current->last_wakee != p) {
6858                 current->last_wakee = p;
6859                 current->wakee_flips++;
6860         }
6861 }
6862
6863 /*
6864  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
6865  *
6866  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
6867  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
6868  *
6869  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
6870  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
6871  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
6872  *
6873  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
6874  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
6875  *
6876  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
6877  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
6878  * socket size.
6879  */
6880 static int wake_wide(struct task_struct *p)
6881 {
6882         unsigned int master = current->wakee_flips;
6883         unsigned int slave = p->wakee_flips;
6884         int factor = __this_cpu_read(sd_llc_size);
6885
6886         if (master < slave)
6887                 swap(master, slave);
6888         if (slave < factor || master < slave * factor)
6889                 return 0;
6890         return 1;
6891 }
6892
6893 /*
6894  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
6895  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
6896  * CPU.
6897  *
6898  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
6899  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
6900  *
6901  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
6902  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
6903  *                        for the overloaded case.
6904  */
6905 static int
6906 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6907 {
6908         /*
6909          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
6910          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
6911          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
6912          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
6913          *
6914          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
6915          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
6916          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
6917          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
6918          * on one CPU.
6919          */
6920         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
6921                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
6922
6923         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
6924                 return this_cpu;
6925
6926         if (available_idle_cpu(prev_cpu))
6927                 return prev_cpu;
6928
6929         return nr_cpumask_bits;
6930 }
6931
6932 static int
6933 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6934                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6935 {
6936         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
6937         unsigned long task_load;
6938
6939         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
6940
6941         if (sync) {
6942                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
6943
6944                 if (current_load > this_eff_load)
6945                         return this_cpu;
6946
6947                 this_eff_load -= current_load;
6948         }
6949
6950         task_load = task_h_load(p);
6951
6952         this_eff_load += task_load;
6953         if (sched_feat(WA_BIAS))
6954                 this_eff_load *= 100;
6955         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
6956
6957         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
6958         prev_eff_load -= task_load;
6959         if (sched_feat(WA_BIAS))
6960                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
6961         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
6962
6963         /*
6964          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
6965          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
6966          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
6967          * idle.
6968          */
6969         if (sync)
6970                 prev_eff_load += 1;
6971
6972         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
6973 }
6974
6975 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6976                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6977 {
6978         int target = nr_cpumask_bits;
6979
6980         if (sched_feat(WA_IDLE))
6981                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
6982
6983         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
6984                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
6985
6986         schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_affine_attempts);
6987         if (target != this_cpu)
6988                 return prev_cpu;
6989
6990         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
6991         schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_affine);
6992         return target;
6993 }
6994
6995 static struct sched_group *
6996 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu);
6997
6998 /*
6999  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
7000  */
7001 static int
7002 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
7003 {
7004         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
7005         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
7006         u64 latest_idle_timestamp = 0;
7007         int least_loaded_cpu = this_cpu;
7008         int shallowest_idle_cpu = -1;
7009         int i;
7010
7011         /* Check if we have any choice: */
7012         if (group->group_weight == 1)
7013                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
7014
7015         /* Traverse only the allowed CPUs */
7016         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
7017                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7018
7019                 if (!sched_core_cookie_match(rq, p))
7020                         continue;
7021
7022                 if (sched_idle_cpu(i))
7023                         return i;
7024
7025                 if (available_idle_cpu(i)) {
7026                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
7027                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
7028                                 /*
7029                                  * We give priority to a CPU whose idle state
7030                                  * has the smallest exit latency irrespective
7031                                  * of any idle timestamp.
7032                                  */
7033                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
7034                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
7035                                 shallowest_idle_cpu = i;
7036                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
7037                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
7038                                 /*
7039                                  * If equal or no active idle state, then
7040                                  * the most recently idled CPU might have
7041                                  * a warmer cache.
7042                                  */
7043                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
7044                                 shallowest_idle_cpu = i;
7045                         }
7046                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
7047                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
7048                         if (load < min_load) {
7049                                 min_load = load;
7050                                 least_loaded_cpu = i;
7051                         }
7052                 }
7053         }
7054
7055         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
7056 }
7057
7058 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
7059                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
7060 {
7061         int new_cpu = cpu;
7062
7063         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
7064                 return prev_cpu;
7065
7066         /*
7067          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
7068          * prev_cpu's last_update_time.
7069          */
7070         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
7071                 sync_entity_load_avg(&p->se);
7072
7073         while (sd) {
7074                 struct sched_group *group;
7075                 struct sched_domain *tmp;
7076                 int weight;
7077
7078                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
7079                         sd = sd->child;
7080                         continue;
7081                 }
7082
7083                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu);
7084                 if (!group) {
7085                         sd = sd->child;
7086                         continue;
7087                 }
7088
7089                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
7090                 if (new_cpu == cpu) {
7091                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
7092                         sd = sd->child;
7093                         continue;
7094                 }
7095
7096                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
7097                 cpu = new_cpu;
7098                 weight = sd->span_weight;
7099                 sd = NULL;
7100                 for_each_domain(cpu, tmp) {
7101                         if (weight <= tmp->span_weight)
7102                                 break;
7103                         if (tmp->flags & sd_flag)
7104                                 sd = tmp;
7105                 }
7106         }
7107
7108         return new_cpu;
7109 }
7110
7111 static inline int __select_idle_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
7112 {
7113         if ((available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu)) &&
7114             sched_cpu_cookie_match(cpu_rq(cpu), p))
7115                 return cpu;
7116
7117         return -1;
7118 }
7119
7120 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7121 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
7122 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
7123
7124 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
7125 {
7126         struct sched_domain_shared *sds;
7127
7128         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
7129         if (sds)
7130                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
7131 }
7132
7133 static inline bool test_idle_cores(int cpu)
7134 {
7135         struct sched_domain_shared *sds;
7136
7137         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
7138         if (sds)
7139                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
7140
7141         return false;
7142 }
7143
7144 /*
7145  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
7146  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
7147  *
7148  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
7149  * state should be fairly cheap.
7150  */
7151 void __update_idle_core(struct rq *rq)
7152 {
7153         int core = cpu_of(rq);
7154         int cpu;
7155
7156         rcu_read_lock();
7157         if (test_idle_cores(core))
7158                 goto unlock;
7159
7160         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
7161                 if (cpu == core)
7162                         continue;
7163
7164                 if (!available_idle_cpu(cpu))
7165                         goto unlock;
7166         }
7167
7168         set_idle_cores(core, 1);
7169 unlock:
7170         rcu_read_unlock();
7171 }
7172
7173 /*
7174  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
7175  * there are no idle cores left in the system; tracked through
7176  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
7177  */
7178 static int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
7179 {
7180         bool idle = true;
7181         int cpu;
7182
7183         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
7184                 if (!available_idle_cpu(cpu)) {
7185                         idle = false;
7186                         if (*idle_cpu == -1) {
7187                                 if (sched_idle_cpu(cpu) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7188                                         *idle_cpu = cpu;
7189                                         break;
7190                                 }
7191                                 continue;
7192                         }
7193                         break;
7194                 }
7195                 if (*idle_cpu == -1 && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
7196                         *idle_cpu = cpu;
7197         }
7198
7199         if (idle)
7200                 return core;
7201
7202         cpumask_andnot(cpus, cpus, cpu_smt_mask(core));
7203         return -1;
7204 }
7205
7206 /*
7207  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
7208  */
7209 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
7210 {
7211         int cpu;
7212
7213         for_each_cpu_and(cpu, cpu_smt_mask(target), p->cpus_ptr) {
7214                 if (cpu == target)
7215                         continue;
7216                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
7217                         return cpu;
7218         }
7219
7220         return -1;
7221 }
7222
7223 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
7224
7225 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
7226 {
7227 }
7228
7229 static inline bool test_idle_cores(int cpu)
7230 {
7231         return false;
7232 }
7233
7234 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
7235 {
7236         return __select_idle_cpu(core, p);
7237 }
7238
7239 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
7240 {
7241         return -1;
7242 }
7243
7244 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
7245
7246 /*
7247  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
7248  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
7249  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
7250  */
7251 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, bool has_idle_core, int target)
7252 {
7253         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
7254         int i, cpu, idle_cpu = -1, nr = INT_MAX;
7255         struct sched_domain_shared *sd_share;
7256         struct rq *this_rq = this_rq();
7257         int this = smp_processor_id();
7258         struct sched_domain *this_sd = NULL;
7259         u64 time = 0;
7260
7261         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
7262
7263         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
7264                 u64 avg_cost, avg_idle, span_avg;
7265                 unsigned long now = jiffies;
7266
7267                 this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
7268                 if (!this_sd)
7269                         return -1;
7270
7271                 /*
7272                  * If we're busy, the assumption that the last idle period
7273                  * predicts the future is flawed; age away the remaining
7274                  * predicted idle time.
7275                  */
7276                 if (unlikely(this_rq->wake_stamp < now)) {
7277                         while (this_rq->wake_stamp < now && this_rq->wake_avg_idle) {
7278                                 this_rq->wake_stamp++;
7279                                 this_rq->wake_avg_idle >>= 1;
7280                         }
7281                 }
7282
7283                 avg_idle = this_rq->wake_avg_idle;
7284                 avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
7285
7286                 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
7287                 if (span_avg > 4*avg_cost)
7288                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
7289                 else
7290                         nr = 4;
7291
7292                 time = cpu_clock(this);
7293         }
7294
7295         if (sched_feat(SIS_UTIL)) {
7296                 sd_share = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, target));
7297                 if (sd_share) {
7298                         /* because !--nr is the condition to stop scan */
7299                         nr = READ_ONCE(sd_share->nr_idle_scan) + 1;
7300                         /* overloaded LLC is unlikely to have idle cpu/core */
7301                         if (nr == 1)
7302                                 return -1;
7303                 }
7304         }
7305
7306         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target + 1) {
7307                 if (has_idle_core) {
7308                         i = select_idle_core(p, cpu, cpus, &idle_cpu);
7309                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
7310                                 return i;
7311
7312                 } else {
7313                         if (!--nr)
7314                                 return -1;
7315                         idle_cpu = __select_idle_cpu(cpu, p);
7316                         if ((unsigned int)idle_cpu < nr_cpumask_bits)
7317                                 break;
7318                 }
7319         }
7320
7321         if (has_idle_core)
7322                 set_idle_cores(target, false);
7323
7324         if (sched_feat(SIS_PROP) && this_sd && !has_idle_core) {
7325                 time = cpu_clock(this) - time;
7326
7327                 /*
7328                  * Account for the scan cost of wakeups against the average
7329                  * idle time.
7330                  */
7331                 this_rq->wake_avg_idle -= min(this_rq->wake_avg_idle, time);
7332
7333                 update_avg(&this_sd->avg_scan_cost, time);
7334         }
7335
7336         return idle_cpu;
7337 }
7338
7339 /*
7340  * Scan the asym_capacity domain for idle CPUs; pick the first idle one on which
7341  * the task fits. If no CPU is big enough, but there are idle ones, try to
7342  * maximize capacity.
7343  */
7344 static int
7345 select_idle_capacity(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
7346 {
7347         unsigned long task_util, util_min, util_max, best_cap = 0;
7348         int fits, best_fits = 0;
7349         int cpu, best_cpu = -1;
7350         struct cpumask *cpus;
7351
7352         cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
7353         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
7354
7355         task_util = task_util_est(p);
7356         util_min = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN);
7357         util_max = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX);
7358
7359         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
7360                 unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
7361
7362                 if (!available_idle_cpu(cpu) && !sched_idle_cpu(cpu))
7363                         continue;
7364
7365                 fits = util_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, cpu);
7366
7367                 /* This CPU fits with all requirements */
7368                 if (fits > 0)
7369                         return cpu;
7370                 /*
7371                  * Only the min performance hint (i.e. uclamp_min) doesn't fit.
7372                  * Look for the CPU with best capacity.
7373                  */
7374                 else if (fits < 0)
7375                         cpu_cap = capacity_orig_of(cpu) - thermal_load_avg(cpu_rq(cpu));
7376
7377                 /*
7378                  * First, select CPU which fits better (-1 being better than 0).
7379                  * Then, select the one with best capacity at same level.
7380                  */
7381                 if ((fits < best_fits) ||
7382                     ((fits == best_fits) && (cpu_cap > best_cap))) {
7383                         best_cap = cpu_cap;
7384                         best_cpu = cpu;
7385                         best_fits = fits;
7386                 }
7387         }
7388
7389         return best_cpu;
7390 }
7391
7392 static inline bool asym_fits_cpu(unsigned long util,
7393                                  unsigned long util_min,
7394                                  unsigned long util_max,
7395                                  int cpu)
7396 {
7397         if (sched_asym_cpucap_active())
7398                 /*
7399                  * Return true only if the cpu fully fits the task requirements
7400                  * which include the utilization and the performance hints.
7401                  */
7402                 return (util_fits_cpu(util, util_min, util_max, cpu) > 0);
7403
7404         return true;
7405 }
7406
7407 /*
7408  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
7409  */
7410 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
7411 {
7412         bool has_idle_core = false;
7413         struct sched_domain *sd;
7414         unsigned long task_util, util_min, util_max;
7415         int i, recent_used_cpu;
7416
7417         /*
7418          * On asymmetric system, update task utilization because we will check
7419          * that the task fits with cpu's capacity.
7420          */
7421         if (sched_asym_cpucap_active()) {
7422                 sync_entity_load_avg(&p->se);
7423                 task_util = task_util_est(p);
7424                 util_min = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN);
7425                 util_max = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX);
7426         }
7427
7428         /*
7429          * per-cpu select_rq_mask usage
7430          */
7431         lockdep_assert_irqs_disabled();
7432
7433         if ((available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target)) &&
7434             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, target))
7435                 return target;
7436
7437         /*
7438          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
7439          */
7440         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
7441             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)) &&
7442             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, prev))
7443                 return prev;
7444
7445         /*
7446          * Allow a per-cpu kthread to stack with the wakee if the
7447          * kworker thread and the tasks previous CPUs are the same.
7448          * The assumption is that the wakee queued work for the
7449          * per-cpu kthread that is now complete and the wakeup is
7450          * essentially a sync wakeup. An obvious example of this
7451          * pattern is IO completions.
7452          */
7453         if (is_per_cpu_kthread(current) &&
7454             in_task() &&
7455             prev == smp_processor_id() &&
7456             this_rq()->nr_running <= 1 &&
7457             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, prev)) {
7458                 return prev;
7459         }
7460
7461         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
7462         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
7463         p->recent_used_cpu = prev;
7464         if (recent_used_cpu != prev &&
7465             recent_used_cpu != target &&
7466             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
7467             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
7468             cpumask_test_cpu(recent_used_cpu, p->cpus_ptr) &&
7469             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, recent_used_cpu)) {
7470                 return recent_used_cpu;
7471         }
7472
7473         /*
7474          * For asymmetric CPU capacity systems, our domain of interest is
7475          * sd_asym_cpucapacity rather than sd_llc.
7476          */
7477         if (sched_asym_cpucap_active()) {
7478                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, target));
7479                 /*
7480                  * On an asymmetric CPU capacity system where an exclusive
7481                  * cpuset defines a symmetric island (i.e. one unique
7482                  * capacity_orig value through the cpuset), the key will be set
7483                  * but the CPUs within that cpuset will not have a domain with
7484                  * SD_ASYM_CPUCAPACITY. These should follow the usual symmetric
7485                  * capacity path.
7486                  */
7487                 if (sd) {
7488                         i = select_idle_capacity(p, sd, target);
7489                         return ((unsigned)i < nr_cpumask_bits) ? i : target;
7490                 }
7491         }
7492
7493         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
7494         if (!sd)
7495                 return target;
7496
7497         if (sched_smt_active()) {
7498                 has_idle_core = test_idle_cores(target);
7499
7500                 if (!has_idle_core && cpus_share_cache(prev, target)) {
7501                         i = select_idle_smt(p, prev);
7502                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
7503                                 return i;
7504                 }
7505         }
7506
7507         i = select_idle_cpu(p, sd, has_idle_core, target);
7508         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
7509                 return i;
7510
7511         return target;
7512 }
7513
7514 /**
7515  * cpu_util() - Estimates the amount of CPU capacity used by CFS tasks.
7516  * @cpu: the CPU to get the utilization for
7517  * @p: task for which the CPU utilization should be predicted or NULL
7518  * @dst_cpu: CPU @p migrates to, -1 if @p moves from @cpu or @p == NULL
7519  * @boost: 1 to enable boosting, otherwise 0
7520  *
7521  * The unit of the return value must be the same as the one of CPU capacity
7522  * so that CPU utilization can be compared with CPU capacity.
7523  *
7524  * CPU utilization is the sum of running time of runnable tasks plus the
7525  * recent utilization of currently non-runnable tasks on that CPU.
7526  * It represents the amount of CPU capacity currently used by CFS tasks in
7527  * the range [0..max CPU capacity] with max CPU capacity being the CPU
7528  * capacity at f_max.
7529  *
7530  * The estimated CPU utilization is defined as the maximum between CPU
7531  * utilization and sum of the estimated utilization of the currently
7532  * runnable tasks on that CPU. It preserves a utilization "snapshot" of
7533  * previously-executed tasks, which helps better deduce how busy a CPU will
7534  * be when a long-sleeping task wakes up. The contribution to CPU utilization
7535  * of such a task would be significantly decayed at this point of time.
7536  *
7537  * Boosted CPU utilization is defined as max(CPU runnable, CPU utilization).
7538  * CPU contention for CFS tasks can be detected by CPU runnable > CPU
7539  * utilization. Boosting is implemented in cpu_util() so that internal
7540  * users (e.g. EAS) can use it next to external users (e.g. schedutil),
7541  * latter via cpu_util_cfs_boost().
7542  *
7543  * CPU utilization can be higher than the current CPU capacity
7544  * (f_curr/f_max * max CPU capacity) or even the max CPU capacity because
7545  * of rounding errors as well as task migrations or wakeups of new tasks.
7546  * CPU utilization has to be capped to fit into the [0..max CPU capacity]
7547  * range. Otherwise a group of CPUs (CPU0 util = 121% + CPU1 util = 80%)
7548  * could be seen as over-utilized even though CPU1 has 20% of spare CPU
7549  * capacity. CPU utilization is allowed to overshoot current CPU capacity
7550  * though since this is useful for predicting the CPU capacity required
7551  * after task migrations (scheduler-driven DVFS).
7552  *
7553  * Return: (Boosted) (estimated) utilization for the specified CPU.
7554  */
7555 static unsigned long
7556 cpu_util(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu, int boost)
7557 {
7558         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
7559         unsigned long util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
7560         unsigned long runnable;
7561
7562         if (boost) {
7563                 runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
7564                 util = max(util, runnable);
7565         }
7566
7567         /*
7568          * If @dst_cpu is -1 or @p migrates from @cpu to @dst_cpu remove its
7569          * contribution. If @p migrates from another CPU to @cpu add its
7570          * contribution. In all the other cases @cpu is not impacted by the
7571          * migration so its util_avg is already correct.
7572          */
7573         if (p && task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
7574                 lsub_positive(&util, task_util(p));
7575         else if (p && task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
7576                 util += task_util(p);
7577
7578         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
7579                 unsigned long util_est;
7580
7581                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
7582
7583                 /*
7584                  * During wake-up @p isn't enqueued yet and doesn't contribute
7585                  * to any cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_est.enqueued.
7586                  * If @dst_cpu == @cpu add it to "simulate" cpu_util after @p
7587                  * has been enqueued.
7588                  *
7589                  * During exec (@dst_cpu = -1) @p is enqueued and does
7590                  * contribute to cpu_rq(cpu)->cfs.util_est.enqueued.
7591                  * Remove it to "simulate" cpu_util without @p's contribution.
7592                  *
7593                  * Despite the task_on_rq_queued(@p) check there is still a
7594                  * small window for a possible race when an exec
7595                  * select_task_rq_fair() races with LB's detach_task().
7596                  *
7597                  *   detach_task()
7598                  *     deactivate_task()
7599                  *       p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
7600                  *       -------------------------------- A
7601                  *       dequeue_task()                    \
7602                  *         dequeue_task_fair()              + Race Time
7603                  *           util_est_dequeue()            /
7604                  *       -------------------------------- B
7605                  *
7606                  * The additional check "current == p" is required to further
7607                  * reduce the race window.
7608                  */
7609                 if (dst_cpu == cpu)
7610                         util_est += _task_util_est(p);
7611                 else if (p && unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
7612                         lsub_positive(&util_est, _task_util_est(p));
7613
7614                 util = max(util, util_est);
7615         }
7616
7617         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
7618 }
7619
7620 unsigned long cpu_util_cfs(int cpu)
7621 {
7622         return cpu_util(cpu, NULL, -1, 0);
7623 }
7624
7625 unsigned long cpu_util_cfs_boost(int cpu)
7626 {
7627         return cpu_util(cpu, NULL, -1, 1);
7628 }
7629
7630 /*
7631  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
7632  * @cpu: the CPU which utilization is requested
7633  * @p: the task which utilization should be discounted
7634  *
7635  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
7636  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
7637  * execution on that CPU.
7638  *
7639  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
7640  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
7641  * contributing to the CPU utilization.
7642  */
7643 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
7644 {
7645         /* Task has no contribution or is new */
7646         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
7647                 p = NULL;
7648
7649         return cpu_util(cpu, p, -1, 0);
7650 }
7651
7652 /*
7653  * energy_env - Utilization landscape for energy estimation.
7654  * @task_busy_time: Utilization contribution by the task for which we test the
7655  *                  placement. Given by eenv_task_busy_time().
7656  * @pd_busy_time:   Utilization of the whole perf domain without the task
7657  *                  contribution. Given by eenv_pd_busy_time().
7658  * @cpu_cap:        Maximum CPU capacity for the perf domain.
7659  * @pd_cap:         Entire perf domain capacity. (pd->nr_cpus * cpu_cap).
7660  */
7661 struct energy_env {
7662         unsigned long task_busy_time;
7663         unsigned long pd_busy_time;
7664         unsigned long cpu_cap;
7665         unsigned long pd_cap;
7666 };
7667
7668 /*
7669  * Compute the task busy time for compute_energy(). This time cannot be
7670  * injected directly into effective_cpu_util() because of the IRQ scaling.
7671  * The latter only makes sense with the most recent CPUs where the task has
7672  * run.
7673  */
7674 static inline void eenv_task_busy_time(struct energy_env *eenv,
7675                                        struct task_struct *p, int prev_cpu)
7676 {
7677         unsigned long busy_time, max_cap = arch_scale_cpu_capacity(prev_cpu);
7678         unsigned long irq = cpu_util_irq(cpu_rq(prev_cpu));
7679
7680         if (unlikely(irq >= max_cap))
7681                 busy_time = max_cap;
7682         else
7683                 busy_time = scale_irq_capacity(task_util_est(p), irq, max_cap);
7684
7685         eenv->task_busy_time = busy_time;
7686 }
7687
7688 /*
7689  * Compute the perf_domain (PD) busy time for compute_energy(). Based on the
7690  * utilization for each @pd_cpus, it however doesn't take into account
7691  * clamping since the ratio (utilization / cpu_capacity) is already enough to
7692  * scale the EM reported power consumption at the (eventually clamped)
7693  * cpu_capacity.
7694  *
7695  * The contribution of the task @p for which we want to estimate the
7696  * energy cost is removed (by cpu_util()) and must be calculated
7697  * separately (see eenv_task_busy_time). This ensures:
7698  *
7699  *   - A stable PD utilization, no matter which CPU of that PD we want to place
7700  *     the task on.
7701  *
7702  *   - A fair comparison between CPUs as the task contribution (task_util())
7703  *     will always be the same no matter which CPU utilization we rely on
7704  *     (util_avg or util_est).
7705  *
7706  * Set @eenv busy time for the PD that spans @pd_cpus. This busy time can't
7707  * exceed @eenv->pd_cap.
7708  */
7709 static inline void eenv_pd_busy_time(struct energy_env *eenv,
7710                                      struct cpumask *pd_cpus,
7711                                      struct task_struct *p)
7712 {
7713         unsigned long busy_time = 0;
7714         int cpu;
7715
7716         for_each_cpu(cpu, pd_cpus) {
7717                 unsigned long util = cpu_util(cpu, p, -1, 0);
7718
7719                 busy_time += effective_cpu_util(cpu, util, ENERGY_UTIL, NULL);
7720         }
7721
7722         eenv->pd_busy_time = min(eenv->pd_cap, busy_time);
7723 }
7724
7725 /*
7726  * Compute the maximum utilization for compute_energy() when the task @p
7727  * is placed on the cpu @dst_cpu.
7728  *
7729  * Returns the maximum utilization among @eenv->cpus. This utilization can't
7730  * exceed @eenv->cpu_cap.
7731  */
7732 static inline unsigned long
7733 eenv_pd_max_util(struct energy_env *eenv, struct cpumask *pd_cpus,
7734                  struct task_struct *p, int dst_cpu)
7735 {
7736         unsigned long max_util = 0;
7737         int cpu;
7738
7739         for_each_cpu(cpu, pd_cpus) {
7740                 struct task_struct *tsk = (cpu == dst_cpu) ? p : NULL;
7741                 unsigned long util = cpu_util(cpu, p, dst_cpu, 1);
7742                 unsigned long eff_util;
7743
7744                 /*
7745                  * Performance domain frequency: utilization clamping
7746                  * must be considered since it affects the selection
7747                  * of the performance domain frequency.
7748                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
7749                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
7750                  */
7751                 eff_util = effective_cpu_util(cpu, util, FREQUENCY_UTIL, tsk);
7752                 max_util = max(max_util, eff_util);
7753         }
7754
7755         return min(max_util, eenv->cpu_cap);
7756 }
7757
7758 /*
7759  * compute_energy(): Use the Energy Model to estimate the energy that @pd would
7760  * consume for a given utilization landscape @eenv. When @dst_cpu < 0, the task
7761  * contribution is ignored.
7762  */
7763 static inline unsigned long
7764 compute_energy(struct energy_env *eenv, struct perf_domain *pd,
7765                struct cpumask *pd_cpus, struct task_struct *p, int dst_cpu)
7766 {
7767         unsigned long max_util = eenv_pd_max_util(eenv, pd_cpus, p, dst_cpu);
7768         unsigned long busy_time = eenv->pd_busy_time;
7769
7770         if (dst_cpu >= 0)
7771                 busy_time = min(eenv->pd_cap, busy_time + eenv->task_busy_time);
7772
7773         return em_cpu_energy(pd->em_pd, max_util, busy_time, eenv->cpu_cap);
7774 }
7775
7776 /*
7777  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
7778  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
7779  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
7780  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
7781  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
7782  *
7783  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
7784  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
7785  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
7786  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
7787  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
7788  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
7789  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
7790  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
7791  * the best candidates of the performance domain.
7792  *
7793  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
7794  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
7795  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
7796  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
7797  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
7798  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
7799  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
7800  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
7801  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
7802  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
7803  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
7804  *
7805  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
7806  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
7807  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
7808  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
7809  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
7810  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
7811  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
7812  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
7813  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
7814  */
7815 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
7816 {
7817         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
7818         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
7819         unsigned long p_util_min = uclamp_is_used() ? uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN) : 0;
7820         unsigned long p_util_max = uclamp_is_used() ? uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX) : 1024;
7821         struct root_domain *rd = this_rq()->rd;
7822         int cpu, best_energy_cpu, target = -1;
7823         int prev_fits = -1, best_fits = -1;
7824         unsigned long best_thermal_cap = 0;
7825         unsigned long prev_thermal_cap = 0;
7826         struct sched_domain *sd;
7827         struct perf_domain *pd;
7828         struct energy_env eenv;
7829
7830         rcu_read_lock();
7831         pd = rcu_dereference(rd->pd);
7832         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
7833                 goto unlock;
7834
7835         /*
7836          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
7837          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
7838          */
7839         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
7840         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
7841                 sd = sd->parent;
7842         if (!sd)
7843                 goto unlock;
7844
7845         target = prev_cpu;
7846
7847         sync_entity_load_avg(&p->se);
7848         if (!task_util_est(p) && p_util_min == 0)
7849                 goto unlock;
7850
7851         eenv_task_busy_time(&eenv, p, prev_cpu);
7852
7853         for (; pd; pd = pd->next) {
7854                 unsigned long util_min = p_util_min, util_max = p_util_max;
7855                 unsigned long cpu_cap, cpu_thermal_cap, util;
7856                 long prev_spare_cap = -1, max_spare_cap = -1;
7857                 unsigned long rq_util_min, rq_util_max;
7858                 unsigned long cur_delta, base_energy;
7859                 int max_spare_cap_cpu = -1;
7860                 int fits, max_fits = -1;
7861
7862                 cpumask_and(cpus, perf_domain_span(pd), cpu_online_mask);
7863
7864                 if (cpumask_empty(cpus))
7865                         continue;
7866
7867                 /* Account thermal pressure for the energy estimation */
7868                 cpu = cpumask_first(cpus);
7869                 cpu_thermal_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7870                 cpu_thermal_cap -= arch_scale_thermal_pressure(cpu);
7871
7872                 eenv.cpu_cap = cpu_thermal_cap;
7873                 eenv.pd_cap = 0;
7874
7875                 for_each_cpu(cpu, cpus) {
7876                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7877
7878                         eenv.pd_cap += cpu_thermal_cap;
7879
7880                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
7881                                 continue;
7882
7883                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
7884                                 continue;
7885
7886                         util = cpu_util(cpu, p, cpu, 0);
7887                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
7888
7889                         /*
7890                          * Skip CPUs that cannot satisfy the capacity request.
7891                          * IOW, placing the task there would make the CPU
7892                          * overutilized. Take uclamp into account to see how
7893                          * much capacity we can get out of the CPU; this is
7894                          * aligned with sched_cpu_util().
7895                          */
7896                         if (uclamp_is_used() && !uclamp_rq_is_idle(rq)) {
7897                                 /*
7898                                  * Open code uclamp_rq_util_with() except for
7899                                  * the clamp() part. Ie: apply max aggregation
7900                                  * only. util_fits_cpu() logic requires to
7901                                  * operate on non clamped util but must use the
7902                                  * max-aggregated uclamp_{min, max}.
7903                                  */
7904                                 rq_util_min = uclamp_rq_get(rq, UCLAMP_MIN);
7905                                 rq_util_max = uclamp_rq_get(rq, UCLAMP_MAX);
7906
7907                                 util_min = max(rq_util_min, p_util_min);
7908                                 util_max = max(rq_util_max, p_util_max);
7909                         }
7910
7911                         fits = util_fits_cpu(util, util_min, util_max, cpu);
7912                         if (!fits)
7913                                 continue;
7914
7915                         lsub_positive(&cpu_cap, util);
7916
7917                         if (cpu == prev_cpu) {
7918                                 /* Always use prev_cpu as a candidate. */
7919                                 prev_spare_cap = cpu_cap;
7920                                 prev_fits = fits;
7921                         } else if ((fits > max_fits) ||
7922                                    ((fits == max_fits) && ((long)cpu_cap > max_spare_cap))) {
7923                                 /*
7924                                  * Find the CPU with the maximum spare capacity
7925                                  * among the remaining CPUs in the performance
7926                                  * domain.
7927                                  */
7928                                 max_spare_cap = cpu_cap;
7929                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
7930                                 max_fits = fits;
7931                         }
7932                 }
7933
7934                 if (max_spare_cap_cpu < 0 && prev_spare_cap < 0)
7935                         continue;
7936
7937                 eenv_pd_busy_time(&eenv, cpus, p);
7938                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
7939                 base_energy = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p, -1);
7940
7941                 /* Evaluate the energy impact of using prev_cpu. */
7942                 if (prev_spare_cap > -1) {
7943                         prev_delta = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p,
7944                                                     prev_cpu);
7945                         /* CPU utilization has changed */
7946                         if (prev_delta < base_energy)
7947                                 goto unlock;
7948                         prev_delta -= base_energy;
7949                         prev_thermal_cap = cpu_thermal_cap;
7950                         best_delta = min(best_delta, prev_delta);
7951                 }
7952
7953                 /* Evaluate the energy impact of using max_spare_cap_cpu. */
7954                 if (max_spare_cap_cpu >= 0 && max_spare_cap > prev_spare_cap) {
7955                         /* Current best energy cpu fits better */
7956                         if (max_fits < best_fits)
7957                                 continue;
7958
7959                         /*
7960                          * Both don't fit performance hint (i.e. uclamp_min)
7961                          * but best energy cpu has better capacity.
7962                          */
7963                         if ((max_fits < 0) &&
7964                             (cpu_thermal_cap <= best_thermal_cap))
7965                                 continue;
7966
7967                         cur_delta = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p,
7968                                                    max_spare_cap_cpu);
7969                         /* CPU utilization has changed */
7970                         if (cur_delta < base_energy)
7971                                 goto unlock;
7972                         cur_delta -= base_energy;
7973
7974                         /*
7975                          * Both fit for the task but best energy cpu has lower
7976                          * energy impact.
7977                          */
7978                         if ((max_fits > 0) && (best_fits > 0) &&
7979                             (cur_delta >= best_delta))
7980                                 continue;
7981
7982                         best_delta = cur_delta;
7983                         best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
7984                         best_fits = max_fits;
7985                         best_thermal_cap = cpu_thermal_cap;
7986                 }
7987         }
7988         rcu_read_unlock();
7989
7990         if ((best_fits > prev_fits) ||
7991             ((best_fits > 0) && (best_delta < prev_delta)) ||
7992             ((best_fits < 0) && (best_thermal_cap > prev_thermal_cap)))
7993                 target = best_energy_cpu;
7994
7995         return target;
7996
7997 unlock:
7998         rcu_read_unlock();
7999
8000         return target;
8001 }
8002
8003 /*
8004  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
8005  * that have the relevant SD flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
8006  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
8007  *
8008  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
8009  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
8010  *
8011  * Returns the target CPU number.
8012  */
8013 static int
8014 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int wake_flags)
8015 {
8016         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
8017         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
8018         int cpu = smp_processor_id();
8019         int new_cpu = prev_cpu;
8020         int want_affine = 0;
8021         /* SD_flags and WF_flags share the first nibble */
8022         int sd_flag = wake_flags & 0xF;
8023
8024         /*
8025          * required for stable ->cpus_allowed
8026          */
8027         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
8028         if (wake_flags & WF_TTWU) {
8029                 record_wakee(p);
8030
8031                 if ((wake_flags & WF_CURRENT_CPU) &&
8032                     cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
8033                         return cpu;
8034
8035                 if (sched_energy_enabled()) {
8036                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
8037                         if (new_cpu >= 0)
8038                                 return new_cpu;
8039                         new_cpu = prev_cpu;
8040                 }
8041
8042                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
8043         }
8044
8045         rcu_read_lock();
8046         for_each_domain(cpu, tmp) {
8047                 /*
8048                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
8049                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
8050                  */
8051                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
8052                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
8053                         if (cpu != prev_cpu)
8054                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
8055
8056                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
8057                         break;
8058                 }
8059
8060                 /*
8061                  * Usually only true for WF_EXEC and WF_FORK, as sched_domains
8062                  * usually do not have SD_BALANCE_WAKE set. That means wakeup
8063                  * will usually go to the fast path.
8064                  */
8065                 if (tmp->flags & sd_flag)
8066                         sd = tmp;
8067                 else if (!want_affine)
8068                         break;
8069         }
8070
8071         if (unlikely(sd)) {
8072                 /* Slow path */
8073                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
8074         } else if (wake_flags & WF_TTWU) { /* XXX always ? */
8075                 /* Fast path */
8076                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
8077         }
8078         rcu_read_unlock();
8079
8080         return new_cpu;
8081 }
8082
8083 /*
8084  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
8085  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
8086  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
8087  */
8088 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
8089 {
8090         struct sched_entity *se = &p->se;
8091
8092         if (!task_on_rq_migrating(p)) {
8093                 remove_entity_load_avg(se);
8094
8095                 /*
8096                  * Here, the task's PELT values have been updated according to
8097                  * the current rq's clock. But if that clock hasn't been
8098                  * updated in a while, a substantial idle time will be missed,
8099                  * leading to an inflation after wake-up on the new rq.
8100                  *
8101                  * Estimate the missing time from the cfs_rq last_update_time
8102                  * and update sched_avg to improve the PELT continuity after
8103                  * migration.
8104                  */
8105                 migrate_se_pelt_lag(se);
8106         }
8107
8108         /* Tell new CPU we are migrated */
8109         se->avg.last_update_time = 0;
8110
8111         update_scan_period(p, new_cpu);
8112 }
8113
8114 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
8115 {
8116         remove_entity_load_avg(&p->se);
8117 }
8118
8119 static int
8120 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
8121 {
8122         if (rq->nr_running)
8123                 return 1;
8124
8125         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
8126 }
8127 #endif /* CONFIG_SMP */
8128
8129 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
8130 {
8131         for_each_sched_entity(se) {
8132                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
8133                         return;
8134                 if (se_is_idle(se))
8135                         return;
8136                 cfs_rq_of(se)->next = se;
8137         }
8138 }
8139
8140 /*
8141  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
8142  */
8143 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
8144 {
8145         struct task_struct *curr = rq->curr;
8146         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
8147         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
8148         int next_buddy_marked = 0;
8149         int cse_is_idle, pse_is_idle;
8150
8151         if (unlikely(se == pse))
8152                 return;
8153
8154         /*
8155          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
8156          * unconditionally check_preempt_curr() after an enqueue (which may have
8157          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
8158          * next-buddy nomination below.
8159          */
8160         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
8161                 return;
8162
8163         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && !(wake_flags & WF_FORK)) {
8164                 set_next_buddy(pse);
8165                 next_buddy_marked = 1;
8166         }
8167
8168         /*
8169          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
8170          * wake up path.
8171          *
8172          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
8173          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
8174          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
8175          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
8176          * below.
8177          */
8178         if (test_tsk_need_resched(curr))
8179                 return;
8180
8181         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
8182         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
8183             likely(!task_has_idle_policy(p)))
8184                 goto preempt;
8185
8186         /*
8187          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
8188          * is driven by the tick):
8189          */
8190         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
8191                 return;
8192
8193         find_matching_se(&se, &pse);
8194         WARN_ON_ONCE(!pse);
8195
8196         cse_is_idle = se_is_idle(se);
8197         pse_is_idle = se_is_idle(pse);
8198
8199         /*
8200          * Preempt an idle group in favor of a non-idle group (and don't preempt
8201          * in the inverse case).
8202          */
8203         if (cse_is_idle && !pse_is_idle)
8204                 goto preempt;
8205         if (cse_is_idle != pse_is_idle)
8206                 return;
8207
8208         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8209         update_curr(cfs_rq);
8210
8211         /*
8212          * XXX pick_eevdf(cfs_rq) != se ?
8213          */
8214         if (pick_eevdf(cfs_rq) == pse)
8215                 goto preempt;
8216
8217         return;
8218
8219 preempt:
8220         resched_curr(rq);
8221 }
8222
8223 #ifdef CONFIG_SMP
8224 static struct task_struct *pick_task_fair(struct rq *rq)
8225 {
8226         struct sched_entity *se;
8227         struct cfs_rq *cfs_rq;
8228
8229 again:
8230         cfs_rq = &rq->cfs;
8231         if (!cfs_rq->nr_running)
8232                 return NULL;
8233
8234         do {
8235                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
8236
8237                 /* When we pick for a remote RQ, we'll not have done put_prev_entity() */
8238                 if (curr) {
8239                         if (curr->on_rq)
8240                                 update_curr(cfs_rq);
8241                         else
8242                                 curr = NULL;
8243
8244                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
8245                                 goto again;
8246                 }
8247
8248                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
8249                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8250         } while (cfs_rq);
8251
8252         return task_of(se);
8253 }
8254 #endif
8255
8256 struct task_struct *
8257 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
8258 {
8259         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
8260         struct sched_entity *se;
8261         struct task_struct *p;
8262         int new_tasks;
8263
8264 again:
8265         if (!sched_fair_runnable(rq))
8266                 goto idle;
8267
8268 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8269         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
8270                 goto simple;
8271
8272         /*
8273          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
8274          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
8275          *
8276          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
8277          * hierarchy, only change the part that actually changes.
8278          */
8279
8280         do {
8281                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
8282
8283                 /*
8284                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
8285                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
8286                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
8287                  * forget we've ever seen it.
8288                  */
8289                 if (curr) {
8290                         if (curr->on_rq)
8291                                 update_curr(cfs_rq);
8292                         else
8293                                 curr = NULL;
8294
8295                         /*
8296                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
8297                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
8298                          * Therefore the nr_running test will indeed
8299                          * be correct.
8300                          */
8301                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
8302                                 cfs_rq = &rq->cfs;
8303
8304                                 if (!cfs_rq->nr_running)
8305                                         goto idle;
8306
8307                                 goto simple;
8308                         }
8309                 }
8310
8311                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
8312                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8313         } while (cfs_rq);
8314
8315         p = task_of(se);
8316
8317         /*
8318          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
8319          * is a different task than we started out with, try and touch the
8320          * least amount of cfs_rqs.
8321          */
8322         if (prev != p) {
8323                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
8324
8325                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
8326                         int se_depth = se->depth;
8327                         int pse_depth = pse->depth;
8328
8329                         if (se_depth <= pse_depth) {
8330                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
8331                                 pse = parent_entity(pse);
8332                         }
8333                         if (se_depth >= pse_depth) {
8334                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
8335                                 se = parent_entity(se);
8336                         }
8337                 }
8338
8339                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
8340                 set_next_entity(cfs_rq, se);
8341         }
8342
8343         goto done;
8344 simple:
8345 #endif
8346         if (prev)
8347                 put_prev_task(rq, prev);
8348
8349         do {
8350                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
8351                 set_next_entity(cfs_rq, se);
8352                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8353         } while (cfs_rq);
8354
8355         p = task_of(se);
8356
8357 done: __maybe_unused;
8358 #ifdef CONFIG_SMP
8359         /*
8360          * Move the next running task to the front of
8361          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
8362          * one.
8363          */
8364         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
8365 #endif
8366
8367         if (hrtick_enabled_fair(rq))
8368                 hrtick_start_fair(rq, p);
8369
8370         update_misfit_status(p, rq);
8371         sched_fair_update_stop_tick(rq, p);
8372
8373         return p;
8374
8375 idle:
8376         if (!rf)
8377                 return NULL;
8378
8379         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
8380
8381         /*
8382          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
8383          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
8384          * must re-start the pick_next_entity() loop.
8385          */
8386         if (new_tasks < 0)
8387                 return RETRY_TASK;
8388
8389         if (new_tasks > 0)
8390                 goto again;
8391
8392         /*
8393          * rq is about to be idle, check if we need to update the
8394          * lost_idle_time of clock_pelt
8395          */
8396         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
8397
8398         return NULL;
8399 }
8400
8401 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
8402 {
8403         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
8404 }
8405
8406 /*
8407  * Account for a descheduled task:
8408  */
8409 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
8410 {
8411         struct sched_entity *se = &prev->se;
8412         struct cfs_rq *cfs_rq;
8413
8414         for_each_sched_entity(se) {
8415                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8416                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
8417         }
8418 }
8419
8420 /*
8421  * sched_yield() is very simple
8422  */
8423 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
8424 {
8425         struct task_struct *curr = rq->curr;
8426         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
8427         struct sched_entity *se = &curr->se;
8428
8429         /*
8430          * Are we the only task in the tree?
8431          */
8432         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
8433                 return;
8434
8435         clear_buddies(cfs_rq, se);
8436
8437         update_rq_clock(rq);
8438         /*
8439          * Update run-time statistics of the 'current'.
8440          */
8441         update_curr(cfs_rq);
8442         /*
8443          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
8444          * so we don't do microscopic update in schedule()
8445          * and double the fastpath cost.
8446          */
8447         rq_clock_skip_update(rq);
8448
8449         se->deadline += calc_delta_fair(se->slice, se);
8450 }
8451
8452 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8453 {
8454         struct sched_entity *se = &p->se;
8455
8456         /* throttled hierarchies are not runnable */
8457         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
8458                 return false;
8459
8460         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
8461         set_next_buddy(se);
8462
8463         yield_task_fair(rq);
8464
8465         return true;
8466 }
8467
8468 #ifdef CONFIG_SMP
8469 /**************************************************
8470  * Fair scheduling class load-balancing methods.
8471  *
8472  * BASICS
8473  *
8474  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
8475  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
8476  * time to each task. This is expressed in the following equation:
8477  *
8478  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
8479  *
8480  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
8481  * W_i,0 is defined as:
8482  *
8483  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
8484  *
8485  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
8486  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
8487  *
8488  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
8489  * weight:
8490  *
8491  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
8492  *
8493  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
8494  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
8495  * can also include other factors [XXX].
8496  *
8497  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
8498  * directly from (1):
8499  *
8500  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
8501  *
8502  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
8503  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
8504  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
8505  *
8506  * [XXX expand on:
8507  *     - infeasible weights;
8508  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
8509  *
8510  *
8511  * SCHED DOMAINS
8512  *
8513  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
8514  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
8515  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
8516  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
8517  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
8518  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
8519  * the groups.
8520  *
8521  * This yields:
8522  *
8523  *     log_2 n     1     n
8524  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
8525  *     i = 0      2^i   2^i
8526  *                               `- size of each group
8527  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
8528  *         |         `- freq
8529  *         `- sum over all levels
8530  *
8531  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
8532  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
8533  *
8534  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
8535  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
8536  *
8537  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
8538  *
8539  *             log_2 n
8540  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
8541  *             k = 0
8542  *
8543  * And you'll find that:
8544  *
8545  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
8546  *
8547  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
8548  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
8549  * of:
8550  *
8551  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
8552  *
8553  *
8554  * WORK CONSERVING
8555  *
8556  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
8557  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
8558  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
8559  *
8560  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
8561  * time.
8562  *
8563  * [XXX more?]
8564  *
8565  *
8566  * CGROUPS
8567  *
8568  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
8569  *
8570  *                                s_k,i
8571  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
8572  *                                 S_k
8573  *
8574  * Where
8575  *
8576  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
8577  *
8578  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
8579  *
8580  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
8581  * property.
8582  *
8583  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
8584  *      rewrite all of this once again.]
8585  */
8586
8587 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
8588
8589 enum fbq_type { regular, remote, all };
8590
8591 /*
8592  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
8593  *
8594  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
8595  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
8596  * group. See update_sd_pick_busiest().
8597  */
8598 enum group_type {
8599         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
8600         group_has_spare = 0,
8601         /*
8602          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
8603          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
8604          */
8605         group_fully_busy,
8606         /*
8607          * One task doesn't fit with CPU's capacity and must be migrated to a
8608          * more powerful CPU.
8609          */
8610         group_misfit_task,
8611         /*
8612          * Balance SMT group that's fully busy. Can benefit from migration
8613          * a task on SMT with busy sibling to another CPU on idle core.
8614          */
8615         group_smt_balance,
8616         /*
8617          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
8618          * and the task should be migrated to it instead of running on the
8619          * current CPU.
8620          */
8621         group_asym_packing,
8622         /*
8623          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
8624          * from balancing the load across the system.
8625          */
8626         group_imbalanced,
8627         /*
8628          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
8629          * tasks.
8630          */
8631         group_overloaded
8632 };
8633
8634 enum migration_type {
8635         migrate_load = 0,
8636         migrate_util,
8637         migrate_task,
8638         migrate_misfit
8639 };
8640
8641 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
8642 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
8643 #define LBF_DST_PINNED  0x04
8644 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
8645 #define LBF_ACTIVE_LB   0x10
8646
8647 struct lb_env {
8648         struct sched_domain     *sd;
8649
8650         struct rq               *src_rq;
8651         int                     src_cpu;
8652
8653         int                     dst_cpu;
8654         struct rq               *dst_rq;
8655
8656         struct cpumask          *dst_grpmask;
8657         int                     new_dst_cpu;
8658         enum cpu_idle_type      idle;
8659         long                    imbalance;
8660         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
8661         struct cpumask          *cpus;
8662
8663         unsigned int            flags;
8664
8665         unsigned int            loop;
8666         unsigned int            loop_break;
8667         unsigned int            loop_max;
8668
8669         enum fbq_type           fbq_type;
8670         enum migration_type     migration_type;
8671         struct list_head        tasks;
8672 };
8673
8674 /*
8675  * Is this task likely cache-hot:
8676  */
8677 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
8678 {
8679         s64 delta;
8680
8681         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8682
8683         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
8684                 return 0;
8685
8686         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
8687                 return 0;
8688
8689         /* SMT siblings share cache */
8690         if (env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
8691                 return 0;
8692
8693         /*
8694          * Buddy candidates are cache hot:
8695          */
8696         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
8697             (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next))
8698                 return 1;
8699
8700         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
8701                 return 1;
8702
8703         /*
8704          * Don't migrate task if the task's cookie does not match
8705          * with the destination CPU's core cookie.
8706          */
8707         if (!sched_core_cookie_match(cpu_rq(env->dst_cpu), p))
8708                 return 1;
8709
8710         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
8711                 return 0;
8712
8713         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
8714
8715         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
8716 }
8717
8718 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8719 /*
8720  * Returns 1, if task migration degrades locality
8721  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
8722  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
8723  */
8724 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
8725 {
8726         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
8727         unsigned long src_weight, dst_weight;
8728         int src_nid, dst_nid, dist;
8729
8730         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
8731                 return -1;
8732
8733         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
8734                 return -1;
8735
8736         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
8737         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
8738
8739         if (src_nid == dst_nid)
8740                 return -1;
8741
8742         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
8743         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
8744                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
8745                         return 1;
8746                 else
8747                         return -1;
8748         }
8749
8750         /* Encourage migration to the preferred node. */
8751         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
8752                 return 0;
8753
8754         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
8755         if (env->idle == CPU_IDLE)
8756                 return -1;
8757
8758         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
8759         if (numa_group) {
8760                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
8761                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
8762         } else {
8763                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
8764                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
8765         }
8766
8767         return dst_weight < src_weight;
8768 }
8769
8770 #else
8771 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
8772                                              struct lb_env *env)
8773 {
8774         return -1;
8775 }
8776 #endif
8777
8778 /*
8779  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
8780  */
8781 static
8782 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
8783 {
8784         int tsk_cache_hot;
8785
8786         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8787
8788         /*
8789          * We do not migrate tasks that are:
8790          * 1) throttled_lb_pair, or
8791          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
8792          * 3) running (obviously), or
8793          * 4) are cache-hot on their current CPU.
8794          */
8795         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
8796                 return 0;
8797
8798         /* Disregard pcpu kthreads; they are where they need to be. */
8799         if (kthread_is_per_cpu(p))
8800                 return 0;
8801
8802         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
8803                 int cpu;
8804
8805                 schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_affine);
8806
8807                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
8808
8809                 /*
8810                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
8811                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
8812                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
8813                  *
8814                  * Avoid computing new_dst_cpu
8815                  * - for NEWLY_IDLE
8816                  * - if we have already computed one in current iteration
8817                  * - if it's an active balance
8818                  */
8819                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE ||
8820                     env->flags & (LBF_DST_PINNED | LBF_ACTIVE_LB))
8821                         return 0;
8822
8823                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
8824                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
8825                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
8826                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
8827                                 env->new_dst_cpu = cpu;
8828                                 break;
8829                         }
8830                 }
8831
8832                 return 0;
8833         }
8834
8835         /* Record that we found at least one task that could run on dst_cpu */
8836         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
8837
8838         if (task_on_cpu(env->src_rq, p)) {
8839                 schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_running);
8840                 return 0;
8841         }
8842
8843         /*
8844          * Aggressive migration if:
8845          * 1) active balance
8846          * 2) destination numa is preferred
8847          * 3) task is cache cold, or
8848          * 4) too many balance attempts have failed.
8849          */
8850         if (env->flags & LBF_ACTIVE_LB)
8851                 return 1;
8852
8853         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
8854         if (tsk_cache_hot == -1)
8855                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
8856
8857         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
8858             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
8859                 if (tsk_cache_hot == 1) {
8860                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
8861                         schedstat_inc(p->stats.nr_forced_migrations);
8862                 }
8863                 return 1;
8864         }
8865
8866         schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_hot);
8867         return 0;
8868 }
8869
8870 /*
8871  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
8872  */
8873 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
8874 {
8875         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8876
8877         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
8878         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
8879 }
8880
8881 /*
8882  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
8883  * part of active balancing operations within "domain".
8884  *
8885  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
8886  */
8887 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
8888 {
8889         struct task_struct *p;
8890
8891         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8892
8893         list_for_each_entry_reverse(p,
8894                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
8895                 if (!can_migrate_task(p, env))
8896                         continue;
8897
8898                 detach_task(p, env);
8899
8900                 /*
8901                  * Right now, this is only the second place where
8902                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
8903                  * so we can safely collect stats here rather than
8904                  * inside detach_tasks().
8905                  */
8906                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
8907                 return p;
8908         }
8909         return NULL;
8910 }
8911
8912 /*
8913  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
8914  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
8915  *
8916  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
8917  */
8918 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
8919 {
8920         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
8921         unsigned long util, load;
8922         struct task_struct *p;
8923         int detached = 0;
8924
8925         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8926
8927         /*
8928          * Source run queue has been emptied by another CPU, clear
8929          * LBF_ALL_PINNED flag as we will not test any task.
8930          */
8931         if (env->src_rq->nr_running <= 1) {
8932                 env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
8933                 return 0;
8934         }
8935
8936         if (env->imbalance <= 0)
8937                 return 0;
8938
8939         while (!list_empty(tasks)) {
8940                 /*
8941                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
8942                  * which could at worst lead to a livelock crash.
8943                  */
8944                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
8945                         break;
8946
8947                 env->loop++;
8948                 /*
8949                  * We've more or less seen every task there is, call it quits
8950                  * unless we haven't found any movable task yet.
8951                  */
8952                 if (env->loop > env->loop_max &&
8953                     !(env->flags & LBF_ALL_PINNED))
8954                         break;
8955
8956                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
8957                 if (env->loop > env->loop_break) {
8958                         env->loop_break += SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
8959                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
8960                         break;
8961                 }
8962
8963                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
8964
8965                 if (!can_migrate_task(p, env))
8966                         goto next;
8967
8968                 switch (env->migration_type) {
8969                 case migrate_load:
8970                         /*
8971                          * Depending of the number of CPUs and tasks and the
8972                          * cgroup hierarchy, task_h_load() can return a null
8973                          * value. Make sure that env->imbalance decreases
8974                          * otherwise detach_tasks() will stop only after
8975                          * detaching up to loop_max tasks.
8976                          */
8977                         load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
8978
8979                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
8980                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
8981                                 goto next;
8982
8983                         /*
8984                          * Make sure that we don't migrate too much load.
8985                          * Nevertheless, let relax the constraint if
8986                          * scheduler fails to find a good waiting task to
8987                          * migrate.
8988                          */
8989                         if (shr_bound(load, env->sd->nr_balance_failed) > env->imbalance)
8990                                 goto next;
8991
8992                         env->imbalance -= load;
8993                         break;
8994
8995                 case migrate_util:
8996                         util = task_util_est(p);
8997
8998                         if (util > env->imbalance)
8999                                 goto next;
9000
9001                         env->imbalance -= util;
9002                         break;
9003
9004                 case migrate_task:
9005                         env->imbalance--;
9006                         break;
9007
9008                 case migrate_misfit:
9009                         /* This is not a misfit task */
9010                         if (task_fits_cpu(p, env->src_cpu))
9011                                 goto next;
9012
9013                         env->imbalance = 0;
9014                         break;
9015                 }
9016
9017                 detach_task(p, env);
9018                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
9019
9020                 detached++;
9021
9022 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
9023                 /*
9024                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
9025                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
9026                  * the critical section.
9027                  */
9028                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9029                         break;
9030 #endif
9031
9032                 /*
9033                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
9034                  * load/util/tasks.
9035                  */
9036                 if (env->imbalance <= 0)
9037                         break;
9038
9039                 continue;
9040 next:
9041                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
9042         }
9043
9044         /*
9045          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
9046          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
9047          * than inside detach_one_task().
9048          */
9049         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
9050
9051         return detached;
9052 }
9053
9054 /*
9055  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
9056  */
9057 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9058 {
9059         lockdep_assert_rq_held(rq);
9060
9061         WARN_ON_ONCE(task_rq(p) != rq);
9062         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
9063         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9064 }
9065
9066 /*
9067  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
9068  * its new rq.
9069  */
9070 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9071 {
9072         struct rq_flags rf;
9073
9074         rq_lock(rq, &rf);
9075         update_rq_clock(rq);
9076         attach_task(rq, p);
9077         rq_unlock(rq, &rf);
9078 }
9079
9080 /*
9081  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
9082  * new rq.
9083  */
9084 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
9085 {
9086         struct list_head *tasks = &env->tasks;
9087         struct task_struct *p;
9088         struct rq_flags rf;
9089
9090         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
9091         update_rq_clock(env->dst_rq);
9092
9093         while (!list_empty(tasks)) {
9094                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
9095                 list_del_init(&p->se.group_node);
9096
9097                 attach_task(env->dst_rq, p);
9098         }
9099
9100         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
9101 }
9102
9103 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9104 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
9105 {
9106         if (cfs_rq->avg.load_avg)
9107                 return true;
9108
9109         if (cfs_rq->avg.util_avg)
9110                 return true;
9111
9112         return false;
9113 }
9114
9115 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
9116 {
9117         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
9118                 return true;
9119
9120         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
9121                 return true;
9122
9123         if (thermal_load_avg(rq))
9124                 return true;
9125
9126 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
9127         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
9128                 return true;
9129 #endif
9130
9131         return false;
9132 }
9133
9134 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq)
9135 {
9136         WRITE_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick, jiffies);
9137 }
9138
9139 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
9140 {
9141         if (!has_blocked)
9142                 rq->has_blocked_load = 0;
9143 }
9144 #else
9145 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
9146 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
9147 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq) {}
9148 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
9149 #endif
9150
9151 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
9152 {
9153         const struct sched_class *curr_class;
9154         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
9155         unsigned long thermal_pressure;
9156         bool decayed;
9157
9158         /*
9159          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
9160          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
9161          */
9162         curr_class = rq->curr->sched_class;
9163
9164         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
9165
9166         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
9167                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
9168                   update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure) |
9169                   update_irq_load_avg(rq, 0);
9170
9171         if (others_have_blocked(rq))
9172                 *done = false;
9173
9174         return decayed;
9175 }
9176
9177 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9178
9179 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
9180 {
9181         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
9182         bool decayed = false;
9183         int cpu = cpu_of(rq);
9184
9185         /*
9186          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
9187          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
9188          */
9189         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
9190                 struct sched_entity *se;
9191
9192                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
9193                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
9194
9195                         if (cfs_rq->nr_running == 0)
9196                                 update_idle_cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
9197
9198                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
9199                                 decayed = true;
9200                 }
9201
9202                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
9203                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
9204                 if (se && !skip_blocked_update(se))
9205                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
9206
9207                 /*
9208                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
9209                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
9210                  */
9211                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
9212                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
9213
9214                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
9215                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
9216                         *done = false;
9217         }
9218
9219         return decayed;
9220 }
9221
9222 /*
9223  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
9224  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
9225  * group is a fraction of its parents load.
9226  */
9227 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
9228 {
9229         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
9230         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
9231         unsigned long now = jiffies;
9232         unsigned long load;
9233
9234         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
9235                 return;
9236
9237         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
9238         for_each_sched_entity(se) {
9239                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9240                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
9241                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
9242                         break;
9243         }
9244
9245         if (!se) {
9246                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
9247                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
9248         }
9249
9250         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
9251                 load = cfs_rq->h_load;
9252                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
9253                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
9254                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
9255                 cfs_rq->h_load = load;
9256                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
9257         }
9258 }
9259
9260 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
9261 {
9262         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
9263
9264         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
9265         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
9266                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
9267 }
9268 #else
9269 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
9270 {
9271         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
9272         bool decayed;
9273
9274         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
9275         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
9276                 *done = false;
9277
9278         return decayed;
9279 }
9280
9281 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
9282 {
9283         return p->se.avg.load_avg;
9284 }
9285 #endif
9286
9287 static void update_blocked_averages(int cpu)
9288 {
9289         bool decayed = false, done = true;
9290         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9291         struct rq_flags rf;
9292
9293         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9294         update_blocked_load_tick(rq);
9295         update_rq_clock(rq);
9296
9297         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
9298         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
9299
9300         update_blocked_load_status(rq, !done);
9301         if (decayed)
9302                 cpufreq_update_util(rq, 0);
9303         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9304 }
9305
9306 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
9307
9308 /*
9309  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
9310  */
9311 struct sg_lb_stats {
9312         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
9313         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
9314         unsigned long group_capacity;
9315         unsigned long group_util; /* Total utilization over the CPUs of the group */
9316         unsigned long group_runnable; /* Total runnable time over the CPUs of the group */
9317         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
9318         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
9319         unsigned int idle_cpus;
9320         unsigned int group_weight;
9321         enum group_type group_type;
9322         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
9323         unsigned int group_smt_balance;  /* Task on busy SMT be moved */
9324         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
9325 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9326         unsigned int nr_numa_running;
9327         unsigned int nr_preferred_running;
9328 #endif
9329 };
9330
9331 /*
9332  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
9333  *               during load balancing.
9334  */
9335 struct sd_lb_stats {
9336         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
9337         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
9338         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
9339         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
9340         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
9341         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
9342
9343         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
9344         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
9345 };
9346
9347 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
9348 {
9349         /*
9350          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
9351          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
9352          * We must however set busiest_stat::group_type and
9353          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
9354          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
9355          */
9356         *sds = (struct sd_lb_stats){
9357                 .busiest = NULL,
9358                 .local = NULL,
9359                 .total_load = 0UL,
9360                 .total_capacity = 0UL,
9361                 .busiest_stat = {
9362                         .idle_cpus = UINT_MAX,
9363                         .group_type = group_has_spare,
9364                 },
9365         };
9366 }
9367
9368 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
9369 {
9370         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9371         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
9372         unsigned long used, free;
9373         unsigned long irq;
9374
9375         irq = cpu_util_irq(rq);
9376
9377         if (unlikely(irq >= max))
9378                 return 1;
9379
9380         /*
9381          * avg_rt.util_avg and avg_dl.util_avg track binary signals
9382          * (running and not running) with weights 0 and 1024 respectively.
9383          * avg_thermal.load_avg tracks thermal pressure and the weighted
9384          * average uses the actual delta max capacity(load).
9385          */
9386         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
9387         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
9388         used += thermal_load_avg(rq);
9389
9390         if (unlikely(used >= max))
9391                 return 1;
9392
9393         free = max - used;
9394
9395         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
9396 }
9397
9398 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
9399 {
9400         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(cpu);
9401         struct sched_group *sdg = sd->groups;
9402
9403         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
9404
9405         if (!capacity)
9406                 capacity = 1;
9407
9408         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
9409         trace_sched_cpu_capacity_tp(cpu_rq(cpu));
9410
9411         sdg->sgc->capacity = capacity;
9412         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
9413         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
9414 }
9415
9416 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
9417 {
9418         struct sched_domain *child = sd->child;
9419         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
9420         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
9421         unsigned long interval;
9422
9423         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
9424         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9425         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
9426
9427         if (!child) {
9428                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
9429                 return;
9430         }
9431
9432         capacity = 0;
9433         min_capacity = ULONG_MAX;
9434         max_capacity = 0;
9435
9436         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
9437                 /*
9438                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
9439                  * span the current group.
9440                  */
9441
9442                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
9443                         unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
9444
9445                         capacity += cpu_cap;
9446                         min_capacity = min(cpu_cap, min_capacity);
9447                         max_capacity = max(cpu_cap, max_capacity);
9448                 }
9449         } else  {
9450                 /*
9451                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
9452                  * span the current group.
9453                  */
9454
9455                 group = child->groups;
9456                 do {
9457                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
9458
9459                         capacity += sgc->capacity;
9460                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
9461                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
9462                         group = group->next;
9463                 } while (group != child->groups);
9464         }
9465
9466         sdg->sgc->capacity = capacity;
9467         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
9468         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
9469 }
9470
9471 /*
9472  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
9473  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
9474  * Return true is the capacity is reduced
9475  */
9476 static inline int
9477 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
9478 {
9479         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
9480                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
9481 }
9482
9483 /*
9484  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
9485  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
9486  * the task's current CPU is heavily pressured.
9487  */
9488 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
9489 {
9490         return rq->misfit_task_load &&
9491                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
9492                  check_cpu_capacity(rq, sd));
9493 }
9494
9495 /*
9496  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
9497  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
9498  *
9499  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
9500  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
9501  * Something like:
9502  *
9503  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
9504  *              *     * * *
9505  *
9506  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
9507  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
9508  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
9509  *
9510  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
9511  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
9512  * moving tasks due to affinity constraints.
9513  *
9514  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
9515  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
9516  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
9517  * to create an effective group imbalance.
9518  *
9519  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
9520  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
9521  * subtle and fragile situation.
9522  */
9523
9524 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
9525 {
9526         return group->sgc->imbalance;
9527 }
9528
9529 /*
9530  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
9531  * be used by some tasks.
9532  * We consider that a group has spare capacity if the number of task is
9533  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
9534  * available capacity for CFS tasks.
9535  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
9536  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
9537  * capacity in meaningful for the load balancer.
9538  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
9539  * any benefit for the load balance.
9540  */
9541 static inline bool
9542 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
9543 {
9544         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
9545                 return true;
9546
9547         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
9548                         (sgs->group_runnable * 100))
9549                 return false;
9550
9551         if ((sgs->group_capacity * 100) >
9552                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
9553                 return true;
9554
9555         return false;
9556 }
9557
9558 /*
9559  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
9560  *  handle.
9561  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
9562  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
9563  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
9564  *  false.
9565  */
9566 static inline bool
9567 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
9568 {
9569         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
9570                 return false;
9571
9572         if ((sgs->group_capacity * 100) <
9573                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
9574                 return true;
9575
9576         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
9577                         (sgs->group_runnable * 100))
9578                 return true;
9579
9580         return false;
9581 }
9582
9583 static inline enum
9584 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
9585                           struct sched_group *group,
9586                           struct sg_lb_stats *sgs)
9587 {
9588         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
9589                 return group_overloaded;
9590
9591         if (sg_imbalanced(group))
9592                 return group_imbalanced;
9593
9594         if (sgs->group_asym_packing)
9595                 return group_asym_packing;
9596
9597         if (sgs->group_smt_balance)
9598                 return group_smt_balance;
9599
9600         if (sgs->group_misfit_task_load)
9601                 return group_misfit_task;
9602
9603         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
9604                 return group_fully_busy;
9605
9606         return group_has_spare;
9607 }
9608
9609 /**
9610  * sched_use_asym_prio - Check whether asym_packing priority must be used
9611  * @sd:         The scheduling domain of the load balancing
9612  * @cpu:        A CPU
9613  *
9614  * Always use CPU priority when balancing load between SMT siblings. When
9615  * balancing load between cores, it is not sufficient that @cpu is idle. Only
9616  * use CPU priority if the whole core is idle.
9617  *
9618  * Returns: True if the priority of @cpu must be followed. False otherwise.
9619  */
9620 static bool sched_use_asym_prio(struct sched_domain *sd, int cpu)
9621 {
9622         if (!sched_smt_active())
9623                 return true;
9624
9625         return sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY || is_core_idle(cpu);
9626 }
9627
9628 /**
9629  * sched_asym - Check if the destination CPU can do asym_packing load balance
9630  * @env:        The load balancing environment
9631  * @sds:        Load-balancing data with statistics of the local group
9632  * @sgs:        Load-balancing statistics of the candidate busiest group
9633  * @group:      The candidate busiest group
9634  *
9635  * @env::dst_cpu can do asym_packing if it has higher priority than the
9636  * preferred CPU of @group.
9637  *
9638  * SMT is a special case. If we are balancing load between cores, @env::dst_cpu
9639  * can do asym_packing balance only if all its SMT siblings are idle. Also, it
9640  * can only do it if @group is an SMT group and has exactly on busy CPU. Larger
9641  * imbalances in the number of CPUS are dealt with in find_busiest_group().
9642  *
9643  * If we are balancing load within an SMT core, or at DIE domain level, always
9644  * proceed.
9645  *
9646  * Return: true if @env::dst_cpu can do with asym_packing load balance. False
9647  * otherwise.
9648  */
9649 static inline bool
9650 sched_asym(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds,  struct sg_lb_stats *sgs,
9651            struct sched_group *group)
9652 {
9653         /* Ensure that the whole local core is idle, if applicable. */
9654         if (!sched_use_asym_prio(env->sd, env->dst_cpu))
9655                 return false;
9656
9657         /*
9658          * CPU priorities does not make sense for SMT cores with more than one
9659          * busy sibling.
9660          */
9661         if (group->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
9662                 if (sgs->group_weight - sgs->idle_cpus != 1)
9663                         return false;
9664         }
9665
9666         return sched_asym_prefer(env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu);
9667 }
9668
9669 /* One group has more than one SMT CPU while the other group does not */
9670 static inline bool smt_vs_nonsmt_groups(struct sched_group *sg1,
9671                                     struct sched_group *sg2)
9672 {
9673         if (!sg1 || !sg2)
9674                 return false;
9675
9676         return (sg1->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) !=
9677                 (sg2->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY);
9678 }
9679
9680 static inline bool smt_balance(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs,
9681                                struct sched_group *group)
9682 {
9683         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
9684                 return false;
9685
9686         /*
9687          * For SMT source group, it is better to move a task
9688          * to a CPU that doesn't have multiple tasks sharing its CPU capacity.
9689          * Note that if a group has a single SMT, SD_SHARE_CPUCAPACITY
9690          * will not be on.
9691          */
9692         if (group->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY &&
9693             sgs->sum_h_nr_running > 1)
9694                 return true;
9695
9696         return false;
9697 }
9698
9699 static inline long sibling_imbalance(struct lb_env *env,
9700                                     struct sd_lb_stats *sds,
9701                                     struct sg_lb_stats *busiest,
9702                                     struct sg_lb_stats *local)
9703 {
9704         int ncores_busiest, ncores_local;
9705         long imbalance;
9706
9707         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE || !busiest->sum_nr_running)
9708                 return 0;
9709
9710         ncores_busiest = sds->busiest->cores;
9711         ncores_local = sds->local->cores;
9712
9713         if (ncores_busiest == ncores_local) {
9714                 imbalance = busiest->sum_nr_running;
9715                 lsub_positive(&imbalance, local->sum_nr_running);
9716                 return imbalance;
9717         }
9718
9719         /* Balance such that nr_running/ncores ratio are same on both groups */
9720         imbalance = ncores_local * busiest->sum_nr_running;
9721         lsub_positive(&imbalance, ncores_busiest * local->sum_nr_running);
9722         /* Normalize imbalance and do rounding on normalization */
9723         imbalance = 2 * imbalance + ncores_local + ncores_busiest;
9724         imbalance /= ncores_local + ncores_busiest;
9725
9726         /* Take advantage of resource in an empty sched group */
9727         if (imbalance <= 1 && local->sum_nr_running == 0 &&
9728             busiest->sum_nr_running > 1)
9729                 imbalance = 2;
9730
9731         return imbalance;
9732 }
9733
9734 static inline bool
9735 sched_reduced_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
9736 {
9737         /*
9738          * When there is more than 1 task, the group_overloaded case already
9739          * takes care of cpu with reduced capacity
9740          */
9741         if (rq->cfs.h_nr_running != 1)
9742                 return false;
9743
9744         return check_cpu_capacity(rq, sd);
9745 }
9746
9747 /**
9748  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
9749  * @env: The load balancing environment.
9750  * @sds: Load-balancing data with statistics of the local group.
9751  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
9752  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
9753  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
9754  */
9755 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
9756                                       struct sd_lb_stats *sds,
9757                                       struct sched_group *group,
9758                                       struct sg_lb_stats *sgs,
9759                                       int *sg_status)
9760 {
9761         int i, nr_running, local_group;
9762
9763         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
9764
9765         local_group = group == sds->local;
9766
9767         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
9768                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9769                 unsigned long load = cpu_load(rq);
9770
9771                 sgs->group_load += load;
9772                 sgs->group_util += cpu_util_cfs(i);
9773                 sgs->group_runnable += cpu_runnable(rq);
9774                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
9775
9776                 nr_running = rq->nr_running;
9777                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
9778
9779                 if (nr_running > 1)
9780                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
9781
9782                 if (cpu_overutilized(i))
9783                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
9784
9785 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9786                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
9787                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
9788 #endif
9789                 /*
9790                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
9791                  */
9792                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
9793                         sgs->idle_cpus++;
9794                         /* Idle cpu can't have misfit task */
9795                         continue;
9796                 }
9797
9798                 if (local_group)
9799                         continue;
9800
9801                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
9802                         /* Check for a misfit task on the cpu */
9803                         if (sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
9804                                 sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
9805                                 *sg_status |= SG_OVERLOAD;
9806                         }
9807                 } else if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
9808                            sched_reduced_capacity(rq, env->sd)) {
9809                         /* Check for a task running on a CPU with reduced capacity */
9810                         if (sgs->group_misfit_task_load < load)
9811                                 sgs->group_misfit_task_load = load;
9812                 }
9813         }
9814
9815         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
9816
9817         sgs->group_weight = group->group_weight;
9818
9819         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
9820         if (!local_group && env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING &&
9821             env->idle != CPU_NOT_IDLE && sgs->sum_h_nr_running &&
9822             sched_asym(env, sds, sgs, group)) {
9823                 sgs->group_asym_packing = 1;
9824         }
9825
9826         /* Check for loaded SMT group to be balanced to dst CPU */
9827         if (!local_group && smt_balance(env, sgs, group))
9828                 sgs->group_smt_balance = 1;
9829
9830         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
9831
9832         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
9833         if (sgs->group_type == group_overloaded)
9834                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9835                                 sgs->group_capacity;
9836 }
9837
9838 /**
9839  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
9840  * @env: The load balancing environment.
9841  * @sds: sched_domain statistics
9842  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
9843  * @sgs: sched_group statistics
9844  *
9845  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
9846  * busiest group.
9847  *
9848  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
9849  * busiest group. %false otherwise.
9850  */
9851 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
9852                                    struct sd_lb_stats *sds,
9853                                    struct sched_group *sg,
9854                                    struct sg_lb_stats *sgs)
9855 {
9856         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
9857
9858         /* Make sure that there is at least one task to pull */
9859         if (!sgs->sum_h_nr_running)
9860                 return false;
9861
9862         /*
9863          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
9864          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
9865          * CPUs in the group should either be possible to resolve
9866          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
9867          */
9868         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
9869             (sgs->group_type == group_misfit_task) &&
9870             (!capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), sg->sgc->max_capacity) ||
9871              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
9872                 return false;
9873
9874         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
9875                 return true;
9876
9877         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
9878                 return false;
9879
9880         /*
9881          * The candidate and the current busiest group are the same type of
9882          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
9883          */
9884
9885         switch (sgs->group_type) {
9886         case group_overloaded:
9887                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
9888                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
9889                         return false;
9890                 break;
9891
9892         case group_imbalanced:
9893                 /*
9894                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
9895                  * choose one more than another.
9896                  */
9897                 return false;
9898
9899         case group_asym_packing:
9900                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
9901                 if (sched_asym_prefer(sg->asym_prefer_cpu, sds->busiest->asym_prefer_cpu))
9902                         return false;
9903                 break;
9904
9905         case group_misfit_task:
9906                 /*
9907                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
9908                  * misfit.
9909                  */
9910                 if (sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
9911                         return false;
9912                 break;
9913
9914         case group_smt_balance:
9915                 /*
9916                  * Check if we have spare CPUs on either SMT group to
9917                  * choose has spare or fully busy handling.
9918                  */
9919                 if (sgs->idle_cpus != 0 || busiest->idle_cpus != 0)
9920                         goto has_spare;
9921
9922                 fallthrough;
9923
9924         case group_fully_busy:
9925                 /*
9926                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
9927                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
9928                  * group because tasks have all compute capacity that they need
9929                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
9930                  * contention when accessing shared HW resources.
9931                  *
9932                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
9933                  * select the 1st one, except if @sg is composed of SMT
9934                  * siblings.
9935                  */
9936
9937                 if (sgs->avg_load < busiest->avg_load)
9938                         return false;
9939
9940                 if (sgs->avg_load == busiest->avg_load) {
9941                         /*
9942                          * SMT sched groups need more help than non-SMT groups.
9943                          * If @sg happens to also be SMT, either choice is good.
9944                          */
9945                         if (sds->busiest->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
9946                                 return false;
9947                 }
9948
9949                 break;
9950
9951         case group_has_spare:
9952                 /*
9953                  * Do not pick sg with SMT CPUs over sg with pure CPUs,
9954                  * as we do not want to pull task off SMT core with one task
9955                  * and make the core idle.
9956                  */
9957                 if (smt_vs_nonsmt_groups(sds->busiest, sg)) {
9958                         if (sg->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY && sgs->sum_h_nr_running <= 1)
9959                                 return false;
9960                         else
9961                                 return true;
9962                 }
9963 has_spare:
9964
9965                 /*
9966                  * Select not overloaded group with lowest number of idle cpus
9967                  * and highest number of running tasks. We could also compare
9968                  * the spare capacity which is more stable but it can end up
9969                  * that the group has less spare capacity but finally more idle
9970                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
9971                  */
9972                 if (sgs->idle_cpus > busiest->idle_cpus)
9973                         return false;
9974                 else if ((sgs->idle_cpus == busiest->idle_cpus) &&
9975                          (sgs->sum_nr_running <= busiest->sum_nr_running))
9976                         return false;
9977
9978                 break;
9979         }
9980
9981         /*
9982          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
9983          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
9984          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
9985          * considered.
9986          */
9987         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
9988             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
9989             (capacity_greater(sg->sgc->min_capacity, capacity_of(env->dst_cpu))))
9990                 return false;
9991
9992         return true;
9993 }
9994
9995 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9996 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
9997 {
9998         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
9999                 return regular;
10000         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
10001                 return remote;
10002         return all;
10003 }
10004
10005 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
10006 {
10007         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
10008                 return regular;
10009         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
10010                 return remote;
10011         return all;
10012 }
10013 #else
10014 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
10015 {
10016         return all;
10017 }
10018
10019 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
10020 {
10021         return regular;
10022 }
10023 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10024
10025
10026 struct sg_lb_stats;
10027
10028 /*
10029  * task_running_on_cpu - return 1 if @p is running on @cpu.
10030  */
10031
10032 static unsigned int task_running_on_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
10033 {
10034         /* Task has no contribution or is new */
10035         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
10036                 return 0;
10037
10038         if (task_on_rq_queued(p))
10039                 return 1;
10040
10041         return 0;
10042 }
10043
10044 /**
10045  * idle_cpu_without - would a given CPU be idle without p ?
10046  * @cpu: the processor on which idleness is tested.
10047  * @p: task which should be ignored.
10048  *
10049  * Return: 1 if the CPU would be idle. 0 otherwise.
10050  */
10051 static int idle_cpu_without(int cpu, struct task_struct *p)
10052 {
10053         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10054
10055         if (rq->curr != rq->idle && rq->curr != p)
10056                 return 0;
10057
10058         /*
10059          * rq->nr_running can't be used but an updated version without the
10060          * impact of p on cpu must be used instead. The updated nr_running
10061          * be computed and tested before calling idle_cpu_without().
10062          */
10063
10064 #ifdef CONFIG_SMP
10065         if (rq->ttwu_pending)
10066                 return 0;
10067 #endif
10068
10069         return 1;
10070 }
10071
10072 /*
10073  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
10074  * @sd: The sched_domain level to look for idlest group.
10075  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
10076  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
10077  * @p: The task for which we look for the idlest group/CPU.
10078  */
10079 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
10080                                           struct sched_group *group,
10081                                           struct sg_lb_stats *sgs,
10082                                           struct task_struct *p)
10083 {
10084         int i, nr_running;
10085
10086         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
10087
10088         /* Assume that task can't fit any CPU of the group */
10089         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY)
10090                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
10091
10092         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
10093                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
10094                 unsigned int local;
10095
10096                 sgs->group_load += cpu_load_without(rq, p);
10097                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
10098                 sgs->group_runnable += cpu_runnable_without(rq, p);
10099                 local = task_running_on_cpu(i, p);
10100                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running - local;
10101
10102                 nr_running = rq->nr_running - local;
10103                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
10104
10105                 /*
10106                  * No need to call idle_cpu_without() if nr_running is not 0
10107                  */
10108                 if (!nr_running && idle_cpu_without(i, p))
10109                         sgs->idle_cpus++;
10110
10111                 /* Check if task fits in the CPU */
10112                 if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
10113                     sgs->group_misfit_task_load &&
10114                     task_fits_cpu(p, i))
10115                         sgs->group_misfit_task_load = 0;
10116
10117         }
10118
10119         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
10120
10121         sgs->group_weight = group->group_weight;
10122
10123         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
10124
10125         /*
10126          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
10127          * overloaded
10128          */
10129         if (sgs->group_type == group_fully_busy ||
10130                 sgs->group_type == group_overloaded)
10131                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
10132                                 sgs->group_capacity;
10133 }
10134
10135 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
10136                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
10137                                struct sched_group *group,
10138                                struct sg_lb_stats *sgs)
10139 {
10140         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
10141                 return true;
10142
10143         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
10144                 return false;
10145
10146         /*
10147          * The candidate and the current idlest group are the same type of
10148          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
10149          */
10150
10151         switch (sgs->group_type) {
10152         case group_overloaded:
10153         case group_fully_busy:
10154                 /* Select the group with lowest avg_load. */
10155                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
10156                         return false;
10157                 break;
10158
10159         case group_imbalanced:
10160         case group_asym_packing:
10161         case group_smt_balance:
10162                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
10163                 return false;
10164
10165         case group_misfit_task:
10166                 /* Select group with the highest max capacity */
10167                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
10168                         return false;
10169                 break;
10170
10171         case group_has_spare:
10172                 /* Select group with most idle CPUs */
10173                 if (idlest_sgs->idle_cpus > sgs->idle_cpus)
10174                         return false;
10175
10176                 /* Select group with lowest group_util */
10177                 if (idlest_sgs->idle_cpus == sgs->idle_cpus &&
10178                         idlest_sgs->group_util <= sgs->group_util)
10179                         return false;
10180
10181                 break;
10182         }
10183
10184         return true;
10185 }
10186
10187 /*
10188  * find_idlest_group() finds and returns the least busy CPU group within the
10189  * domain.
10190  *
10191  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
10192  */
10193 static struct sched_group *
10194 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
10195 {
10196         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
10197         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
10198         struct sg_lb_stats *sgs;
10199         unsigned long imbalance;
10200         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
10201                         .avg_load = UINT_MAX,
10202                         .group_type = group_overloaded,
10203         };
10204
10205         do {
10206                 int local_group;
10207
10208                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
10209                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
10210                                         p->cpus_ptr))
10211                         continue;
10212
10213                 /* Skip over this group if no cookie matched */
10214                 if (!sched_group_cookie_match(cpu_rq(this_cpu), p, group))
10215                         continue;
10216
10217                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
10218                                                sched_group_span(group));
10219
10220                 if (local_group) {
10221                         sgs = &local_sgs;
10222                         local = group;
10223                 } else {
10224                         sgs = &tmp_sgs;
10225                 }
10226
10227                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
10228
10229                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
10230                         idlest = group;
10231                         idlest_sgs = *sgs;
10232                 }
10233
10234         } while (group = group->next, group != sd->groups);
10235
10236
10237         /* There is no idlest group to push tasks to */
10238         if (!idlest)
10239                 return NULL;
10240
10241         /* The local group has been skipped because of CPU affinity */
10242         if (!local)
10243                 return idlest;
10244
10245         /*
10246          * If the local group is idler than the selected idlest group
10247          * don't try and push the task.
10248          */
10249         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
10250                 return NULL;
10251
10252         /*
10253          * If the local group is busier than the selected idlest group
10254          * try and push the task.
10255          */
10256         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
10257                 return idlest;
10258
10259         switch (local_sgs.group_type) {
10260         case group_overloaded:
10261         case group_fully_busy:
10262
10263                 /* Calculate allowed imbalance based on load */
10264                 imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
10265                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
10266
10267                 /*
10268                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
10269                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
10270                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
10271                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
10272                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
10273                  * and consider staying local.
10274                  */
10275
10276                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
10277                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
10278                         return NULL;
10279
10280                 /*
10281                  * If the local group is less loaded than the selected
10282                  * idlest group don't try and push any tasks.
10283                  */
10284                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
10285                         return NULL;
10286
10287                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
10288                         return NULL;
10289                 break;
10290
10291         case group_imbalanced:
10292         case group_asym_packing:
10293         case group_smt_balance:
10294                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
10295                 return NULL;
10296
10297         case group_misfit_task:
10298                 /* Select group with the highest max capacity */
10299                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
10300                         return NULL;
10301                 break;
10302
10303         case group_has_spare:
10304 #ifdef CONFIG_NUMA
10305                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
10306                         int imb_numa_nr = sd->imb_numa_nr;
10307 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10308                         int idlest_cpu;
10309                         /*
10310                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
10311                          * the preferred node
10312                          */
10313                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
10314                                 return NULL;
10315
10316                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
10317                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
10318                                 return idlest;
10319 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10320                         /*
10321                          * Otherwise, keep the task close to the wakeup source
10322                          * and improve locality if the number of running tasks
10323                          * would remain below threshold where an imbalance is
10324                          * allowed while accounting for the possibility the
10325                          * task is pinned to a subset of CPUs. If there is a
10326                          * real need of migration, periodic load balance will
10327                          * take care of it.
10328                          */
10329                         if (p->nr_cpus_allowed != NR_CPUS) {
10330                                 struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
10331
10332                                 cpumask_and(cpus, sched_group_span(local), p->cpus_ptr);
10333                                 imb_numa_nr = min(cpumask_weight(cpus), sd->imb_numa_nr);
10334                         }
10335
10336                         imbalance = abs(local_sgs.idle_cpus - idlest_sgs.idle_cpus);
10337                         if (!adjust_numa_imbalance(imbalance,
10338                                                    local_sgs.sum_nr_running + 1,
10339                                                    imb_numa_nr)) {
10340                                 return NULL;
10341                         }
10342                 }
10343 #endif /* CONFIG_NUMA */
10344
10345                 /*
10346                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
10347                  * compare the utilization which is more stable but it can end
10348                  * up that the group has less spare capacity but finally more
10349                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
10350                  */
10351                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
10352                         return NULL;
10353                 break;
10354         }
10355
10356         return idlest;
10357 }
10358
10359 static void update_idle_cpu_scan(struct lb_env *env,
10360                                  unsigned long sum_util)
10361 {
10362         struct sched_domain_shared *sd_share;
10363         int llc_weight, pct;
10364         u64 x, y, tmp;
10365         /*
10366          * Update the number of CPUs to scan in LLC domain, which could
10367          * be used as a hint in select_idle_cpu(). The update of sd_share
10368          * could be expensive because it is within a shared cache line.
10369          * So the write of this hint only occurs during periodic load
10370          * balancing, rather than CPU_NEWLY_IDLE, because the latter
10371          * can fire way more frequently than the former.
10372          */
10373         if (!sched_feat(SIS_UTIL) || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
10374                 return;
10375
10376         llc_weight = per_cpu(sd_llc_size, env->dst_cpu);
10377         if (env->sd->span_weight != llc_weight)
10378                 return;
10379
10380         sd_share = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, env->dst_cpu));
10381         if (!sd_share)
10382                 return;
10383
10384         /*
10385          * The number of CPUs to search drops as sum_util increases, when
10386          * sum_util hits 85% or above, the scan stops.
10387          * The reason to choose 85% as the threshold is because this is the
10388          * imbalance_pct(117) when a LLC sched group is overloaded.
10389          *
10390          * let y = SCHED_CAPACITY_SCALE - p * x^2                       [1]
10391          * and y'= y / SCHED_CAPACITY_SCALE
10392          *
10393          * x is the ratio of sum_util compared to the CPU capacity:
10394          * x = sum_util / (llc_weight * SCHED_CAPACITY_SCALE)
10395          * y' is the ratio of CPUs to be scanned in the LLC domain,
10396          * and the number of CPUs to scan is calculated by:
10397          *
10398          * nr_scan = llc_weight * y'                                    [2]
10399          *
10400          * When x hits the threshold of overloaded, AKA, when
10401          * x = 100 / pct, y drops to 0. According to [1],
10402          * p should be SCHED_CAPACITY_SCALE * pct^2 / 10000
10403          *
10404          * Scale x by SCHED_CAPACITY_SCALE:
10405          * x' = sum_util / llc_weight;                                  [3]
10406          *
10407          * and finally [1] becomes:
10408          * y = SCHED_CAPACITY_SCALE -
10409          *     x'^2 * pct^2 / (10000 * SCHED_CAPACITY_SCALE)            [4]
10410          *
10411          */
10412         /* equation [3] */
10413         x = sum_util;
10414         do_div(x, llc_weight);
10415
10416         /* equation [4] */
10417         pct = env->sd->imbalance_pct;
10418         tmp = x * x * pct * pct;
10419         do_div(tmp, 10000 * SCHED_CAPACITY_SCALE);
10420         tmp = min_t(long, tmp, SCHED_CAPACITY_SCALE);
10421         y = SCHED_CAPACITY_SCALE - tmp;
10422
10423         /* equation [2] */
10424         y *= llc_weight;
10425         do_div(y, SCHED_CAPACITY_SCALE);
10426         if ((int)y != sd_share->nr_idle_scan)
10427                 WRITE_ONCE(sd_share->nr_idle_scan, (int)y);
10428 }
10429
10430 /**
10431  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
10432  * @env: The load balancing environment.
10433  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
10434  */
10435
10436 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
10437 {
10438         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
10439         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
10440         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
10441         unsigned long sum_util = 0;
10442         int sg_status = 0;
10443
10444         do {
10445                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
10446                 int local_group;
10447
10448                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
10449                 if (local_group) {
10450                         sds->local = sg;
10451                         sgs = local;
10452
10453                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
10454                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
10455                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
10456                 }
10457
10458                 update_sg_lb_stats(env, sds, sg, sgs, &sg_status);
10459
10460                 if (local_group)
10461                         goto next_group;
10462
10463
10464                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
10465                         sds->busiest = sg;
10466                         sds->busiest_stat = *sgs;
10467                 }
10468
10469 next_group:
10470                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
10471                 sds->total_load += sgs->group_load;
10472                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
10473
10474                 sum_util += sgs->group_util;
10475                 sg = sg->next;
10476         } while (sg != env->sd->groups);
10477
10478         /*
10479          * Indicate that the child domain of the busiest group prefers tasks
10480          * go to a child's sibling domains first. NB the flags of a sched group
10481          * are those of the child domain.
10482          */
10483         if (sds->busiest)
10484                 sds->prefer_sibling = !!(sds->busiest->flags & SD_PREFER_SIBLING);
10485
10486
10487         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
10488                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
10489
10490         if (!env->sd->parent) {
10491                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
10492
10493                 /* update overload indicator if we are at root domain */
10494                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
10495
10496                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
10497                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
10498                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
10499         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
10500                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
10501
10502                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
10503                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
10504         }
10505
10506         update_idle_cpu_scan(env, sum_util);
10507 }
10508
10509 /**
10510  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
10511  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
10512  * @env: load balance environment
10513  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
10514  */
10515 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
10516 {
10517         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
10518
10519         local = &sds->local_stat;
10520         busiest = &sds->busiest_stat;
10521
10522         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
10523                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
10524                         /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
10525                         env->migration_type = migrate_misfit;
10526                         env->imbalance = 1;
10527                 } else {
10528                         /*
10529                          * Set load imbalance to allow moving task from cpu
10530                          * with reduced capacity.
10531                          */
10532                         env->migration_type = migrate_load;
10533                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task_load;
10534                 }
10535                 return;
10536         }
10537
10538         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
10539                 /*
10540                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
10541                  * the preferred CPU.
10542                  */
10543                 env->migration_type = migrate_task;
10544                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
10545                 return;
10546         }
10547
10548         if (busiest->group_type == group_smt_balance) {
10549                 /* Reduce number of tasks sharing CPU capacity */
10550                 env->migration_type = migrate_task;
10551                 env->imbalance = 1;
10552                 return;
10553         }
10554
10555         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
10556                 /*
10557                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
10558                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
10559                  * the imbalance. The next load balance will take care of
10560                  * balancing back the system.
10561                  */
10562                 env->migration_type = migrate_task;
10563                 env->imbalance = 1;
10564                 return;
10565         }
10566
10567         /*
10568          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
10569          * emptying busiest.
10570          */
10571         if (local->group_type == group_has_spare) {
10572                 if ((busiest->group_type > group_fully_busy) &&
10573                     !(env->sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
10574                         /*
10575                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
10576                          * capacity. This might end up creating spare capacity
10577                          * in busiest or busiest still being overloaded but
10578                          * there is no simple way to directly compute the
10579                          * amount of load to migrate in order to balance the
10580                          * system.
10581                          */
10582                         env->migration_type = migrate_util;
10583                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
10584                                          local->group_util;
10585
10586                         /*
10587                          * In some cases, the group's utilization is max or even
10588                          * higher than capacity because of migrations but the
10589                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
10590                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
10591                          * try to pull it.
10592                          */
10593                         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->imbalance == 0) {
10594                                 env->migration_type = migrate_task;
10595                                 env->imbalance = 1;
10596                         }
10597
10598                         return;
10599                 }
10600
10601                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
10602                         /*
10603                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
10604                          * groups.
10605                          */
10606                         env->migration_type = migrate_task;
10607                         env->imbalance = sibling_imbalance(env, sds, busiest, local);
10608                 } else {
10609
10610                         /*
10611                          * If there is no overload, we just want to even the number of
10612                          * idle cpus.
10613                          */
10614                         env->migration_type = migrate_task;
10615                         env->imbalance = max_t(long, 0,
10616                                                (local->idle_cpus - busiest->idle_cpus));
10617                 }
10618
10619 #ifdef CONFIG_NUMA
10620                 /* Consider allowing a small imbalance between NUMA groups */
10621                 if (env->sd->flags & SD_NUMA) {
10622                         env->imbalance = adjust_numa_imbalance(env->imbalance,
10623                                                                local->sum_nr_running + 1,
10624                                                                env->sd->imb_numa_nr);
10625                 }
10626 #endif
10627
10628                 /* Number of tasks to move to restore balance */
10629                 env->imbalance >>= 1;
10630
10631                 return;
10632         }
10633
10634         /*
10635          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
10636          * busiest group
10637          */
10638         if (local->group_type < group_overloaded) {
10639                 /*
10640                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
10641                  * finally needed.
10642                  */
10643
10644                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
10645                                   local->group_capacity;
10646
10647                 /*
10648                  * If the local group is more loaded than the selected
10649                  * busiest group don't try to pull any tasks.
10650                  */
10651                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load) {
10652                         env->imbalance = 0;
10653                         return;
10654                 }
10655
10656                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
10657                                 sds->total_capacity;
10658
10659                 /*
10660                  * If the local group is more loaded than the average system
10661                  * load, don't try to pull any tasks.
10662                  */
10663                 if (local->avg_load >= sds->avg_load) {
10664                         env->imbalance = 0;
10665                         return;
10666                 }
10667
10668         }
10669
10670         /*
10671          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
10672          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
10673          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
10674          * below the average load. At the same time, we also don't want to
10675          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
10676          * the minimum possible imbalance.
10677          */
10678         env->migration_type = migrate_load;
10679         env->imbalance = min(
10680                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
10681                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
10682         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
10683 }
10684
10685 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
10686
10687 /*
10688  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
10689  *
10690  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
10691  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
10692  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
10693  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  N/A        N/A
10694  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
10695  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
10696  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
10697  *
10698  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
10699  *            statistics.
10700  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
10701  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
10702  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
10703  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
10704  *            different in groups.
10705  */
10706
10707 /**
10708  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
10709  * if there is an imbalance.
10710  * @env: The load balancing environment.
10711  *
10712  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
10713  * to restore balance.
10714  *
10715  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
10716  */
10717 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
10718 {
10719         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
10720         struct sd_lb_stats sds;
10721
10722         init_sd_lb_stats(&sds);
10723
10724         /*
10725          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
10726          * this level.
10727          */
10728         update_sd_lb_stats(env, &sds);
10729
10730         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
10731         if (!sds.busiest)
10732                 goto out_balanced;
10733
10734         busiest = &sds.busiest_stat;
10735
10736         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
10737         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
10738                 goto force_balance;
10739
10740         if (sched_energy_enabled()) {
10741                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
10742
10743                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
10744                         goto out_balanced;
10745         }
10746
10747         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
10748         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
10749                 goto force_balance;
10750
10751         /*
10752          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
10753          * work because they assume all things are equal, which typically
10754          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
10755          */
10756         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
10757                 goto force_balance;
10758
10759         local = &sds.local_stat;
10760         /*
10761          * If the local group is busier than the selected busiest group
10762          * don't try and pull any tasks.
10763          */
10764         if (local->group_type > busiest->group_type)
10765                 goto out_balanced;
10766
10767         /*
10768          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
10769          * between tasks.
10770          */
10771         if (local->group_type == group_overloaded) {
10772                 /*
10773                  * If the local group is more loaded than the selected
10774                  * busiest group don't try to pull any tasks.
10775                  */
10776                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
10777                         goto out_balanced;
10778
10779                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
10780                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
10781                                 sds.total_capacity;
10782
10783                 /*
10784                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
10785                  * domain average load.
10786                  */
10787                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
10788                         goto out_balanced;
10789
10790                 /*
10791                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
10792                  * conservative.
10793                  */
10794                 if (100 * busiest->avg_load <=
10795                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
10796                         goto out_balanced;
10797         }
10798
10799         /*
10800          * Try to move all excess tasks to a sibling domain of the busiest
10801          * group's child domain.
10802          */
10803         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
10804             sibling_imbalance(env, &sds, busiest, local) > 1)
10805                 goto force_balance;
10806
10807         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
10808                 if (env->idle == CPU_NOT_IDLE) {
10809                         /*
10810                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
10811                          * result the local one too) but this CPU is already
10812                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
10813                          */
10814                         goto out_balanced;
10815                 }
10816
10817                 if (busiest->group_type == group_smt_balance &&
10818                     smt_vs_nonsmt_groups(sds.local, sds.busiest)) {
10819                         /* Let non SMT CPU pull from SMT CPU sharing with sibling */
10820                         goto force_balance;
10821                 }
10822
10823                 if (busiest->group_weight > 1 &&
10824                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)) {
10825                         /*
10826                          * If the busiest group is not overloaded
10827                          * and there is no imbalance between this and busiest
10828                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
10829                          * becomes significant if the diff is greater than 1
10830                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
10831                          * on another group. Of course this applies only if
10832                          * there is more than 1 CPU per group.
10833                          */
10834                         goto out_balanced;
10835                 }
10836
10837                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1) {
10838                         /*
10839                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
10840                          */
10841                         goto out_balanced;
10842                 }
10843         }
10844
10845 force_balance:
10846         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
10847         calculate_imbalance(env, &sds);
10848         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
10849
10850 out_balanced:
10851         env->imbalance = 0;
10852         return NULL;
10853 }
10854
10855 /*
10856  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
10857  */
10858 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
10859                                      struct sched_group *group)
10860 {
10861         struct rq *busiest = NULL, *rq;
10862         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
10863         unsigned int busiest_nr = 0;
10864         int i;
10865
10866         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
10867                 unsigned long capacity, load, util;
10868                 unsigned int nr_running;
10869                 enum fbq_type rt;
10870
10871                 rq = cpu_rq(i);
10872                 rt = fbq_classify_rq(rq);
10873
10874                 /*
10875                  * We classify groups/runqueues into three groups:
10876                  *  - regular: there are !numa tasks
10877                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
10878                  *  - all:     there is no distinction
10879                  *
10880                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
10881                  * ignore those when there's better options.
10882                  *
10883                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
10884                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
10885                  * queue by moving tasks around inside the node.
10886                  *
10887                  * If we cannot move enough load due to this classification
10888                  * the next pass will adjust the group classification and
10889                  * allow migration of more tasks.
10890                  *
10891                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
10892                  */
10893                 if (rt > env->fbq_type)
10894                         continue;
10895
10896                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
10897                 if (!nr_running)
10898                         continue;
10899
10900                 capacity = capacity_of(i);
10901
10902                 /*
10903                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
10904                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
10905                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
10906                  * average load.
10907                  */
10908                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
10909                     !capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), capacity) &&
10910                     nr_running == 1)
10911                         continue;
10912
10913                 /*
10914                  * Make sure we only pull tasks from a CPU of lower priority
10915                  * when balancing between SMT siblings.
10916                  *
10917                  * If balancing between cores, let lower priority CPUs help
10918                  * SMT cores with more than one busy sibling.
10919                  */
10920                 if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
10921                     sched_use_asym_prio(env->sd, i) &&
10922                     sched_asym_prefer(i, env->dst_cpu) &&
10923                     nr_running == 1)
10924                         continue;
10925
10926                 switch (env->migration_type) {
10927                 case migrate_load:
10928                         /*
10929                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
10930                          * which is not scaled with the CPU capacity.
10931                          */
10932                         load = cpu_load(rq);
10933
10934                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
10935                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
10936                                 break;
10937
10938                         /*
10939                          * For the load comparisons with the other CPUs,
10940                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
10941                          * capacity, so that the load can be moved away
10942                          * from the CPU that is potentially running at a
10943                          * lower capacity.
10944                          *
10945                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
10946                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
10947                          * division works out to:
10948                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
10949                          * where j is our previous maximum.
10950                          */
10951                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
10952                                 busiest_load = load;
10953                                 busiest_capacity = capacity;
10954                                 busiest = rq;
10955                         }
10956                         break;
10957
10958                 case migrate_util:
10959                         util = cpu_util_cfs_boost(i);
10960
10961                         /*
10962                          * Don't try to pull utilization from a CPU with one
10963                          * running task. Whatever its utilization, we will fail
10964                          * detach the task.
10965                          */
10966                         if (nr_running <= 1)
10967                                 continue;
10968
10969                         if (busiest_util < util) {
10970                                 busiest_util = util;
10971                                 busiest = rq;
10972                         }
10973                         break;
10974
10975                 case migrate_task:
10976                         if (busiest_nr < nr_running) {
10977                                 busiest_nr = nr_running;
10978                                 busiest = rq;
10979                         }
10980                         break;
10981
10982                 case migrate_misfit:
10983                         /*
10984                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
10985                          * simply seek the "biggest" misfit task.
10986                          */
10987                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
10988                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
10989                                 busiest = rq;
10990                         }
10991
10992                         break;
10993
10994                 }
10995         }
10996
10997         return busiest;
10998 }
10999
11000 /*
11001  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
11002  * so long as it is large enough.
11003  */
11004 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
11005
11006 static inline bool
11007 asym_active_balance(struct lb_env *env)
11008 {
11009         /*
11010          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but lower
11011          * priority CPUs in order to pack all tasks in the highest priority
11012          * CPUs. When done between cores, do it only if the whole core if the
11013          * whole core is idle.
11014          *
11015          * If @env::src_cpu is an SMT core with busy siblings, let
11016          * the lower priority @env::dst_cpu help it. Do not follow
11017          * CPU priority.
11018          */
11019         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
11020                sched_use_asym_prio(env->sd, env->dst_cpu) &&
11021                (sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu) ||
11022                 !sched_use_asym_prio(env->sd, env->src_cpu));
11023 }
11024
11025 static inline bool
11026 imbalanced_active_balance(struct lb_env *env)
11027 {
11028         struct sched_domain *sd = env->sd;
11029
11030         /*
11031          * The imbalanced case includes the case of pinned tasks preventing a fair
11032          * distribution of the load on the system but also the even distribution of the
11033          * threads on a system with spare capacity
11034          */
11035         if ((env->migration_type == migrate_task) &&
11036             (sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2))
11037                 return 1;
11038
11039         return 0;
11040 }
11041
11042 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
11043 {
11044         struct sched_domain *sd = env->sd;
11045
11046         if (asym_active_balance(env))
11047                 return 1;
11048
11049         if (imbalanced_active_balance(env))
11050                 return 1;
11051
11052         /*
11053          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
11054          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
11055          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
11056          * available on dst_cpu.
11057          */
11058         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
11059             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
11060                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
11061                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
11062                         return 1;
11063         }
11064
11065         if (env->migration_type == migrate_misfit)
11066                 return 1;
11067
11068         return 0;
11069 }
11070
11071 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
11072
11073 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
11074 {
11075         struct cpumask *swb_cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(should_we_balance_tmpmask);
11076         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
11077         int cpu, idle_smt = -1;
11078
11079         /*
11080          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
11081          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
11082          */
11083         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
11084                 return 0;
11085
11086         /*
11087          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
11088          * to do the newly idle load balance.
11089          *
11090          * However, we bail out if we already have tasks or a wakeup pending,
11091          * to optimize wakeup latency.
11092          */
11093         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
11094                 if (env->dst_rq->nr_running > 0 || env->dst_rq->ttwu_pending)
11095                         return 0;
11096                 return 1;
11097         }
11098
11099         cpumask_copy(swb_cpus, group_balance_mask(sg));
11100         /* Try to find first idle CPU */
11101         for_each_cpu_and(cpu, swb_cpus, env->cpus) {
11102                 if (!idle_cpu(cpu))
11103                         continue;
11104
11105                 /*
11106                  * Don't balance to idle SMT in busy core right away when
11107                  * balancing cores, but remember the first idle SMT CPU for
11108                  * later consideration.  Find CPU on an idle core first.
11109                  */
11110                 if (!(env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && !is_core_idle(cpu)) {
11111                         if (idle_smt == -1)
11112                                 idle_smt = cpu;
11113                         /*
11114                          * If the core is not idle, and first SMT sibling which is
11115                          * idle has been found, then its not needed to check other
11116                          * SMT siblings for idleness:
11117                          */
11118 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
11119                         cpumask_andnot(swb_cpus, swb_cpus, cpu_smt_mask(cpu));
11120 #endif
11121                         continue;
11122                 }
11123
11124                 /*
11125                  * Are we the first idle core in a non-SMT domain or higher,
11126                  * or the first idle CPU in a SMT domain?
11127                  */
11128                 return cpu == env->dst_cpu;
11129         }
11130
11131         /* Are we the first idle CPU with busy siblings? */
11132         if (idle_smt != -1)
11133                 return idle_smt == env->dst_cpu;
11134
11135         /* Are we the first CPU of this group ? */
11136         return group_balance_cpu(sg) == env->dst_cpu;
11137 }
11138
11139 /*
11140  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
11141  * tasks if there is an imbalance.
11142  */
11143 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
11144                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
11145                         int *continue_balancing)
11146 {
11147         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
11148         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
11149         struct sched_group *group;
11150         struct rq *busiest;
11151         struct rq_flags rf;
11152         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
11153         struct lb_env env = {
11154                 .sd             = sd,
11155                 .dst_cpu        = this_cpu,
11156                 .dst_rq         = this_rq,
11157                 .dst_grpmask    = group_balance_mask(sd->groups),
11158                 .idle           = idle,
11159                 .loop_break     = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK,
11160                 .cpus           = cpus,
11161                 .fbq_type       = all,
11162                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
11163         };
11164
11165         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
11166
11167         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
11168
11169 redo:
11170         if (!should_we_balance(&env)) {
11171                 *continue_balancing = 0;
11172                 goto out_balanced;
11173         }
11174
11175         group = find_busiest_group(&env);
11176         if (!group) {
11177                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
11178                 goto out_balanced;
11179         }
11180
11181         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
11182         if (!busiest) {
11183                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
11184                 goto out_balanced;
11185         }
11186
11187         WARN_ON_ONCE(busiest == env.dst_rq);
11188
11189         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
11190
11191         env.src_cpu = busiest->cpu;
11192         env.src_rq = busiest;
11193
11194         ld_moved = 0;
11195         /* Clear this flag as soon as we find a pullable task */
11196         env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
11197         if (busiest->nr_running > 1) {
11198                 /*
11199                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
11200                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
11201                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
11202                  * correctly treated as an imbalance.
11203                  */
11204                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
11205
11206 more_balance:
11207                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
11208                 update_rq_clock(busiest);
11209
11210                 /*
11211                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
11212                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
11213                  */
11214                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
11215
11216                 /*
11217                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
11218                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
11219                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
11220                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
11221                  * See task_rq_lock() family for the details.
11222                  */
11223
11224                 rq_unlock(busiest, &rf);
11225
11226                 if (cur_ld_moved) {
11227                         attach_tasks(&env);
11228                         ld_moved += cur_ld_moved;
11229                 }
11230
11231                 local_irq_restore(rf.flags);
11232
11233                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
11234                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
11235                         /* Stop if we tried all running tasks */
11236                         if (env.loop < busiest->nr_running)
11237                                 goto more_balance;
11238                 }
11239
11240                 /*
11241                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
11242                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
11243                  * where they can run. The upper limit on how many times we
11244                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
11245                  * sched_group.
11246                  *
11247                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
11248                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
11249                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
11250                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
11251                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
11252                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
11253                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
11254                  * given_cpu) causing excess load to be moved to given_cpu.
11255                  * This however should not happen so much in practice and
11256                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
11257                  * excess load moved.
11258                  */
11259                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
11260
11261                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
11262                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
11263
11264                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
11265                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
11266                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
11267                         env.loop         = 0;
11268                         env.loop_break   = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
11269
11270                         /*
11271                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
11272                          * need to continue with same src_cpu.
11273                          */
11274                         goto more_balance;
11275                 }
11276
11277                 /*
11278                  * We failed to reach balance because of affinity.
11279                  */
11280                 if (sd_parent) {
11281                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
11282
11283                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
11284                                 *group_imbalance = 1;
11285                 }
11286
11287                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
11288                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
11289                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
11290                         /*
11291                          * Attempting to continue load balancing at the current
11292                          * sched_domain level only makes sense if there are
11293                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
11294                          * pull load from which are not contained within the
11295                          * destination group that is receiving any migrated
11296                          * load.
11297                          */
11298                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
11299                                 env.loop = 0;
11300                                 env.loop_break = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
11301                                 goto redo;
11302                         }
11303                         goto out_all_pinned;
11304                 }
11305         }
11306
11307         if (!ld_moved) {
11308                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
11309                 /*
11310                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
11311                  * We do not want newidle balance, which can be very
11312                  * frequent, pollute the failure counter causing
11313                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
11314                  */
11315                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
11316                         sd->nr_balance_failed++;
11317
11318                 if (need_active_balance(&env)) {
11319                         unsigned long flags;
11320
11321                         raw_spin_rq_lock_irqsave(busiest, flags);
11322
11323                         /*
11324                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
11325                          * if the curr task on busiest CPU can't be
11326                          * moved to this_cpu:
11327                          */
11328                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
11329                                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
11330                                 goto out_one_pinned;
11331                         }
11332
11333                         /* Record that we found at least one task that could run on this_cpu */
11334                         env.flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
11335
11336                         /*
11337                          * ->active_balance synchronizes accesses to
11338                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
11339                          * only after active load balance is finished.
11340                          */
11341                         if (!busiest->active_balance) {
11342                                 busiest->active_balance = 1;
11343                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
11344                                 active_balance = 1;
11345                         }
11346
11347                         preempt_disable();
11348                         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
11349                         if (active_balance) {
11350                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
11351                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
11352                                         &busiest->active_balance_work);
11353                         }
11354                         preempt_enable();
11355                 }
11356         } else {
11357                 sd->nr_balance_failed = 0;
11358         }
11359
11360         if (likely(!active_balance) || need_active_balance(&env)) {
11361                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
11362                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
11363         }
11364
11365         goto out;
11366
11367 out_balanced:
11368         /*
11369          * We reach balance although we may have faced some affinity
11370          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
11371          * a chance to move and fix the imbalance.
11372          */
11373         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
11374                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
11375
11376                 if (*group_imbalance)
11377                         *group_imbalance = 0;
11378         }
11379
11380 out_all_pinned:
11381         /*
11382          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
11383          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
11384          * can try to migrate them.
11385          */
11386         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
11387
11388         sd->nr_balance_failed = 0;
11389
11390 out_one_pinned:
11391         ld_moved = 0;
11392
11393         /*
11394          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
11395          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
11396          * skyrocketing in a short amount of time. Skip the balance_interval
11397          * increase logic to avoid that.
11398          */
11399         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
11400                 goto out;
11401
11402         /* tune up the balancing interval */
11403         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
11404              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
11405             sd->balance_interval < sd->max_interval)
11406                 sd->balance_interval *= 2;
11407 out:
11408         return ld_moved;
11409 }
11410
11411 static inline unsigned long
11412 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
11413 {
11414         unsigned long interval = sd->balance_interval;
11415
11416         if (cpu_busy)
11417                 interval *= sd->busy_factor;
11418
11419         /* scale ms to jiffies */
11420         interval = msecs_to_jiffies(interval);
11421
11422         /*
11423          * Reduce likelihood of busy balancing at higher domains racing with
11424          * balancing at lower domains by preventing their balancing periods
11425          * from being multiples of each other.
11426          */
11427         if (cpu_busy)
11428                 interval -= 1;
11429
11430         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
11431
11432         return interval;
11433 }
11434
11435 static inline void
11436 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
11437 {
11438         unsigned long interval, next;
11439
11440         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
11441         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
11442         next = sd->last_balance + interval;
11443
11444         if (time_after(*next_balance, next))
11445                 *next_balance = next;
11446 }
11447
11448 /*
11449  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
11450  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
11451  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
11452  * avoids physical / logical imbalances.
11453  */
11454 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
11455 {
11456         struct rq *busiest_rq = data;
11457         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
11458         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
11459         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
11460         struct sched_domain *sd;
11461         struct task_struct *p = NULL;
11462         struct rq_flags rf;
11463
11464         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
11465         /*
11466          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
11467          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
11468          * inactive CPUs.
11469          */
11470         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
11471                 goto out_unlock;
11472
11473         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
11474         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
11475                      !busiest_rq->active_balance))
11476                 goto out_unlock;
11477
11478         /* Is there any task to move? */
11479         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
11480                 goto out_unlock;
11481
11482         /*
11483          * This condition is "impossible", if it occurs
11484          * we need to fix it. Originally reported by
11485          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
11486          */
11487         WARN_ON_ONCE(busiest_rq == target_rq);
11488
11489         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
11490         rcu_read_lock();
11491         for_each_domain(target_cpu, sd) {
11492                 if (cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
11493                         break;
11494         }
11495
11496         if (likely(sd)) {
11497                 struct lb_env env = {
11498                         .sd             = sd,
11499                         .dst_cpu        = target_cpu,
11500                         .dst_rq         = target_rq,
11501                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
11502                         .src_rq         = busiest_rq,
11503                         .idle           = CPU_IDLE,
11504                         .flags          = LBF_ACTIVE_LB,
11505                 };
11506
11507                 schedstat_inc(sd->alb_count);
11508                 update_rq_clock(busiest_rq);
11509
11510                 p = detach_one_task(&env);
11511                 if (p) {
11512                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
11513                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
11514                         sd->nr_balance_failed = 0;
11515                 } else {
11516                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
11517                 }
11518         }
11519         rcu_read_unlock();
11520 out_unlock:
11521         busiest_rq->active_balance = 0;
11522         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
11523
11524         if (p)
11525                 attach_one_task(target_rq, p);
11526
11527         local_irq_enable();
11528
11529         return 0;
11530 }
11531
11532 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
11533
11534 /*
11535  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
11536  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
11537  */
11538 void update_max_interval(void)
11539 {
11540         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
11541 }
11542
11543 static inline bool update_newidle_cost(struct sched_domain *sd, u64 cost)
11544 {
11545         if (cost > sd->max_newidle_lb_cost) {
11546                 /*
11547                  * Track max cost of a domain to make sure to not delay the
11548                  * next wakeup on the CPU.
11549                  */
11550                 sd->max_newidle_lb_cost = cost;
11551                 sd->last_decay_max_lb_cost = jiffies;
11552         } else if (time_after(jiffies, sd->last_decay_max_lb_cost + HZ)) {
11553                 /*
11554                  * Decay the newidle max times by ~1% per second to ensure that
11555                  * it is not outdated and the current max cost is actually
11556                  * shorter.
11557                  */
11558                 sd->max_newidle_lb_cost = (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
11559                 sd->last_decay_max_lb_cost = jiffies;
11560
11561                 return true;
11562         }
11563
11564         return false;
11565 }
11566
11567 /*
11568  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
11569  * and initiates a balancing operation if so.
11570  *
11571  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
11572  */
11573 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
11574 {
11575         int continue_balancing = 1;
11576         int cpu = rq->cpu;
11577         int busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
11578         unsigned long interval;
11579         struct sched_domain *sd;
11580         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
11581         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
11582         int update_next_balance = 0;
11583         int need_serialize, need_decay = 0;
11584         u64 max_cost = 0;
11585
11586         rcu_read_lock();
11587         for_each_domain(cpu, sd) {
11588                 /*
11589                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
11590                  * visit to all the domains.
11591                  */
11592                 need_decay = update_newidle_cost(sd, 0);
11593                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
11594
11595                 /*
11596                  * Stop the load balance at this level. There is another
11597                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
11598                  * actively.
11599                  */
11600                 if (!continue_balancing) {
11601                         if (need_decay)
11602                                 continue;
11603                         break;
11604                 }
11605
11606                 interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
11607
11608                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
11609                 if (need_serialize) {
11610                         if (!spin_trylock(&balancing))
11611                                 goto out;
11612                 }
11613
11614                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
11615                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
11616                                 /*
11617                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
11618                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
11619                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
11620                                  */
11621                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
11622                                 busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
11623                         }
11624                         sd->last_balance = jiffies;
11625                         interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
11626                 }
11627                 if (need_serialize)
11628                         spin_unlock(&balancing);
11629 out:
11630                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
11631                         next_balance = sd->last_balance + interval;
11632                         update_next_balance = 1;
11633                 }
11634         }
11635         if (need_decay) {
11636                 /*
11637                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
11638                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
11639                  */
11640                 rq->max_idle_balance_cost =
11641                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
11642         }
11643         rcu_read_unlock();
11644
11645         /*
11646          * next_balance will be updated only when there is a need.
11647          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
11648          * updated.
11649          */
11650         if (likely(update_next_balance))
11651                 rq->next_balance = next_balance;
11652
11653 }
11654
11655 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
11656 {
11657         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
11658 }
11659
11660 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
11661 /*
11662  * idle load balancing details
11663  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
11664  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
11665  *   load balancing for all the idle CPUs.
11666  * - HK_TYPE_MISC CPUs are used for this task, because HK_TYPE_SCHED not set
11667  *   anywhere yet.
11668  */
11669
11670 static inline int find_new_ilb(void)
11671 {
11672         int ilb;
11673         const struct cpumask *hk_mask;
11674
11675         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_TYPE_MISC);
11676
11677         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask, hk_mask) {
11678
11679                 if (ilb == smp_processor_id())
11680                         continue;
11681
11682                 if (idle_cpu(ilb))
11683                         return ilb;
11684         }
11685
11686         return nr_cpu_ids;
11687 }
11688
11689 /*
11690  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
11691  * idle CPU in the HK_TYPE_MISC housekeeping set (if there is one).
11692  */
11693 static void kick_ilb(unsigned int flags)
11694 {
11695         int ilb_cpu;
11696
11697         /*
11698          * Increase nohz.next_balance only when if full ilb is triggered but
11699          * not if we only update stats.
11700          */
11701         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
11702                 nohz.next_balance = jiffies+1;
11703
11704         ilb_cpu = find_new_ilb();
11705
11706         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
11707                 return;
11708
11709         /*
11710          * Access to rq::nohz_csd is serialized by NOHZ_KICK_MASK; he who sets
11711          * the first flag owns it; cleared by nohz_csd_func().
11712          */
11713         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
11714         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
11715                 return;
11716
11717         /*
11718          * This way we generate an IPI on the target CPU which
11719          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
11720          * will be run before returning from the IPI.
11721          */
11722         smp_call_function_single_async(ilb_cpu, &cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_csd);
11723 }
11724
11725 /*
11726  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
11727  * of idle CPUs in the system.
11728  */
11729 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
11730 {
11731         unsigned long now = jiffies;
11732         struct sched_domain_shared *sds;
11733         struct sched_domain *sd;
11734         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
11735         unsigned int flags = 0;
11736
11737         if (unlikely(rq->idle_balance))
11738                 return;
11739
11740         /*
11741          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
11742          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
11743          */
11744         nohz_balance_exit_idle(rq);
11745
11746         /*
11747          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
11748          * balancing.
11749          */
11750         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
11751                 return;
11752
11753         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
11754             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
11755                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
11756
11757         if (time_before(now, nohz.next_balance))
11758                 goto out;
11759
11760         if (rq->nr_running >= 2) {
11761                 flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
11762                 goto out;
11763         }
11764
11765         rcu_read_lock();
11766
11767         sd = rcu_dereference(rq->sd);
11768         if (sd) {
11769                 /*
11770                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
11771                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
11772                  * on.
11773                  */
11774                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
11775                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
11776                         goto unlock;
11777                 }
11778         }
11779
11780         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
11781         if (sd) {
11782                 /*
11783                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
11784                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
11785                  * around.
11786                  *
11787                  * When balancing betwen cores, all the SMT siblings of the
11788                  * preferred CPU must be idle.
11789                  */
11790                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
11791                         if (sched_use_asym_prio(sd, i) &&
11792                             sched_asym_prefer(i, cpu)) {
11793                                 flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
11794                                 goto unlock;
11795                         }
11796                 }
11797         }
11798
11799         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
11800         if (sd) {
11801                 /*
11802                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
11803                  * to run the misfit task on.
11804                  */
11805                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
11806                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
11807                         goto unlock;
11808                 }
11809
11810                 /*
11811                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
11812                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
11813                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
11814                  *
11815                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
11816                  */
11817                 goto unlock;
11818         }
11819
11820         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
11821         if (sds) {
11822                 /*
11823                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
11824                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
11825                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
11826                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
11827                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
11828                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
11829                  * like this LLC domain has tasks we could move.
11830                  */
11831                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
11832                 if (nr_busy > 1) {
11833                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
11834                         goto unlock;
11835                 }
11836         }
11837 unlock:
11838         rcu_read_unlock();
11839 out:
11840         if (READ_ONCE(nohz.needs_update))
11841                 flags |= NOHZ_NEXT_KICK;
11842
11843         if (flags)
11844                 kick_ilb(flags);
11845 }
11846
11847 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
11848 {
11849         struct sched_domain *sd;
11850
11851         rcu_read_lock();
11852         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
11853
11854         if (!sd || !sd->nohz_idle)
11855                 goto unlock;
11856         sd->nohz_idle = 0;
11857
11858         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
11859 unlock:
11860         rcu_read_unlock();
11861 }
11862
11863 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
11864 {
11865         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
11866
11867         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
11868                 return;
11869
11870         rq->nohz_tick_stopped = 0;
11871         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
11872         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
11873
11874         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
11875 }
11876
11877 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
11878 {
11879         struct sched_domain *sd;
11880
11881         rcu_read_lock();
11882         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
11883
11884         if (!sd || sd->nohz_idle)
11885                 goto unlock;
11886         sd->nohz_idle = 1;
11887
11888         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
11889 unlock:
11890         rcu_read_unlock();
11891 }
11892
11893 /*
11894  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
11895  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
11896  */
11897 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
11898 {
11899         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11900
11901         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
11902
11903         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
11904         if (!cpu_active(cpu))
11905                 return;
11906
11907         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
11908         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_SCHED))
11909                 return;
11910
11911         /*
11912          * Can be set safely without rq->lock held
11913          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
11914          * rq->lock is held during the check and the clear
11915          */
11916         rq->has_blocked_load = 1;
11917
11918         /*
11919          * The tick is still stopped but load could have been added in the
11920          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
11921          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
11922          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
11923          */
11924         if (rq->nohz_tick_stopped)
11925                 goto out;
11926
11927         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
11928         if (on_null_domain(rq))
11929                 return;
11930
11931         rq->nohz_tick_stopped = 1;
11932
11933         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
11934         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
11935
11936         /*
11937          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
11938          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
11939          * and @needs_update stores.
11940          */
11941         smp_mb__after_atomic();
11942
11943         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
11944
11945         WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 1);
11946 out:
11947         /*
11948          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
11949          * enable the periodic update of the load of idle cpus
11950          */
11951         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
11952 }
11953
11954 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq)
11955 {
11956         unsigned int cpu = rq->cpu;
11957
11958         if (!rq->has_blocked_load)
11959                 return false;
11960
11961         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
11962                 return false;
11963
11964         if (!time_after(jiffies, READ_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick)))
11965                 return true;
11966
11967         update_blocked_averages(cpu);
11968
11969         return rq->has_blocked_load;
11970 }
11971
11972 /*
11973  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
11974  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
11975  * tasks movement depending of flags.
11976  */
11977 static void _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags)
11978 {
11979         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
11980         unsigned long now = jiffies;
11981         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
11982         bool has_blocked_load = false;
11983         int update_next_balance = 0;
11984         int this_cpu = this_rq->cpu;
11985         int balance_cpu;
11986         struct rq *rq;
11987
11988         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
11989
11990         /*
11991          * We assume there will be no idle load after this update and clear
11992          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
11993          * set the has_blocked flag and trigger another update of idle load.
11994          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
11995          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
11996          * check the load of an idle cpu.
11997          *
11998          * Same applies to idle_cpus_mask vs needs_update.
11999          */
12000         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
12001                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
12002         if (flags & NOHZ_NEXT_KICK)
12003                 WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 0);
12004
12005         /*
12006          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
12007          * store from nohz_balance_enter_idle().
12008          */
12009         smp_mb();
12010
12011         /*
12012          * Start with the next CPU after this_cpu so we will end with this_cpu and let a
12013          * chance for other idle cpu to pull load.
12014          */
12015         for_each_cpu_wrap(balance_cpu,  nohz.idle_cpus_mask, this_cpu+1) {
12016                 if (!idle_cpu(balance_cpu))
12017                         continue;
12018
12019                 /*
12020                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
12021                  * work being done for other CPUs. Next load
12022                  * balancing owner will pick it up.
12023                  */
12024                 if (need_resched()) {
12025                         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
12026                                 has_blocked_load = true;
12027                         if (flags & NOHZ_NEXT_KICK)
12028                                 WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 1);
12029                         goto abort;
12030                 }
12031
12032                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
12033
12034                 if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
12035                         has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq);
12036
12037                 /*
12038                  * If time for next balance is due,
12039                  * do the balance.
12040                  */
12041                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
12042                         struct rq_flags rf;
12043
12044                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
12045                         update_rq_clock(rq);
12046                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
12047
12048                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
12049                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
12050                 }
12051
12052                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
12053                         next_balance = rq->next_balance;
12054                         update_next_balance = 1;
12055                 }
12056         }
12057
12058         /*
12059          * next_balance will be updated only when there is a need.
12060          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
12061          * updated.
12062          */
12063         if (likely(update_next_balance))
12064                 nohz.next_balance = next_balance;
12065
12066         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
12067                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
12068                            now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
12069
12070 abort:
12071         /* There is still blocked load, enable periodic update */
12072         if (has_blocked_load)
12073                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
12074 }
12075
12076 /*
12077  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
12078  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
12079  */
12080 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
12081 {
12082         unsigned int flags = this_rq->nohz_idle_balance;
12083
12084         if (!flags)
12085                 return false;
12086
12087         this_rq->nohz_idle_balance = 0;
12088
12089         if (idle != CPU_IDLE)
12090                 return false;
12091
12092         _nohz_idle_balance(this_rq, flags);
12093
12094         return true;
12095 }
12096
12097 /*
12098  * Check if we need to run the ILB for updating blocked load before entering
12099  * idle state.
12100  */
12101 void nohz_run_idle_balance(int cpu)
12102 {
12103         unsigned int flags;
12104
12105         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
12106
12107         /*
12108          * Update the blocked load only if no SCHED_SOFTIRQ is about to happen
12109          * (ie NOHZ_STATS_KICK set) and will do the same.
12110          */
12111         if ((flags == NOHZ_NEWILB_KICK) && !need_resched())
12112                 _nohz_idle_balance(cpu_rq(cpu), NOHZ_STATS_KICK);
12113 }
12114
12115 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
12116 {
12117         int this_cpu = this_rq->cpu;
12118
12119         /*
12120          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
12121          * housekeeping
12122          */
12123         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_TYPE_SCHED))
12124                 return;
12125
12126         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
12127         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
12128                 return;
12129
12130         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
12131         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
12132             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
12133                 return;
12134
12135         /*
12136          * Set the need to trigger ILB in order to update blocked load
12137          * before entering idle state.
12138          */
12139         atomic_or(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(this_cpu));
12140 }
12141
12142 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
12143 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
12144
12145 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
12146 {
12147         return false;
12148 }
12149
12150 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
12151 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
12152
12153 /*
12154  * newidle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
12155  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
12156  *
12157  * Returns:
12158  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
12159  *     0 - failed, no new tasks
12160  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
12161  */
12162 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
12163 {
12164         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
12165         int this_cpu = this_rq->cpu;
12166         u64 t0, t1, curr_cost = 0;
12167         struct sched_domain *sd;
12168         int pulled_task = 0;
12169
12170         update_misfit_status(NULL, this_rq);
12171
12172         /*
12173          * There is a task waiting to run. No need to search for one.
12174          * Return 0; the task will be enqueued when switching to idle.
12175          */
12176         if (this_rq->ttwu_pending)
12177                 return 0;
12178
12179         /*
12180          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
12181          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
12182          */
12183         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
12184
12185         /*
12186          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
12187          */
12188         if (!cpu_active(this_cpu))
12189                 return 0;
12190
12191         /*
12192          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
12193          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
12194          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
12195          * re-start the picking loop.
12196          */
12197         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
12198
12199         rcu_read_lock();
12200         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
12201
12202         if (!READ_ONCE(this_rq->rd->overload) ||
12203             (sd && this_rq->avg_idle < sd->max_newidle_lb_cost)) {
12204
12205                 if (sd)
12206                         update_next_balance(sd, &next_balance);
12207                 rcu_read_unlock();
12208
12209                 goto out;
12210         }
12211         rcu_read_unlock();
12212
12213         raw_spin_rq_unlock(this_rq);
12214
12215         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
12216         update_blocked_averages(this_cpu);
12217
12218         rcu_read_lock();
12219         for_each_domain(this_cpu, sd) {
12220                 int continue_balancing = 1;
12221                 u64 domain_cost;
12222
12223                 update_next_balance(sd, &next_balance);
12224
12225                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
12226                         break;
12227
12228                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
12229
12230                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
12231                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
12232                                                    &continue_balancing);
12233
12234                         t1 = sched_clock_cpu(this_cpu);
12235                         domain_cost = t1 - t0;
12236                         update_newidle_cost(sd, domain_cost);
12237
12238                         curr_cost += domain_cost;
12239                         t0 = t1;
12240                 }
12241
12242                 /*
12243                  * Stop searching for tasks to pull if there are
12244                  * now runnable tasks on this rq.
12245                  */
12246                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0 ||
12247                     this_rq->ttwu_pending)
12248                         break;
12249         }
12250         rcu_read_unlock();
12251
12252         raw_spin_rq_lock(this_rq);
12253
12254         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
12255                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
12256
12257         /*
12258          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
12259          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
12260          * pretend we pulled a task.
12261          */
12262         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
12263                 pulled_task = 1;
12264
12265         /* Is there a task of a high priority class? */
12266         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
12267                 pulled_task = -1;
12268
12269 out:
12270         /* Move the next balance forward */
12271         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
12272                 this_rq->next_balance = next_balance;
12273
12274         if (pulled_task)
12275                 this_rq->idle_stamp = 0;
12276         else
12277                 nohz_newidle_balance(this_rq);
12278
12279         rq_repin_lock(this_rq, rf);
12280
12281         return pulled_task;
12282 }
12283
12284 /*
12285  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
12286  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
12287  */
12288 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
12289 {
12290         struct rq *this_rq = this_rq();
12291         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
12292                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
12293
12294         /*
12295          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
12296          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
12297          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
12298          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
12299          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
12300          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
12301          */
12302         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
12303                 return;
12304
12305         /* normal load balance */
12306         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
12307         rebalance_domains(this_rq, idle);
12308 }
12309
12310 /*
12311  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
12312  */
12313 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
12314 {
12315         /*
12316          * Don't need to rebalance while attached to NULL domain or
12317          * runqueue CPU is not active
12318          */
12319         if (unlikely(on_null_domain(rq) || !cpu_active(cpu_of(rq))))
12320                 return;
12321
12322         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
12323                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
12324
12325         nohz_balancer_kick(rq);
12326 }
12327
12328 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
12329 {
12330         update_sysctl();
12331
12332         update_runtime_enabled(rq);
12333 }
12334
12335 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
12336 {
12337         update_sysctl();
12338
12339         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
12340         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
12341 }
12342
12343 #endif /* CONFIG_SMP */
12344
12345 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
12346 static inline bool
12347 __entity_slice_used(struct sched_entity *se, int min_nr_tasks)
12348 {
12349         u64 rtime = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
12350         u64 slice = se->slice;
12351
12352         return (rtime * min_nr_tasks > slice);
12353 }
12354
12355 #define MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE   2
12356 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
12357 {
12358         if (!sched_core_enabled(rq))
12359                 return;
12360
12361         /*
12362          * If runqueue has only one task which used up its slice and
12363          * if the sibling is forced idle, then trigger schedule to
12364          * give forced idle task a chance.
12365          *
12366          * sched_slice() considers only this active rq and it gets the
12367          * whole slice. But during force idle, we have siblings acting
12368          * like a single runqueue and hence we need to consider runnable
12369          * tasks on this CPU and the forced idle CPU. Ideally, we should
12370          * go through the forced idle rq, but that would be a perf hit.
12371          * We can assume that the forced idle CPU has at least
12372          * MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE - 1 tasks and use that to check
12373          * if we need to give up the CPU.
12374          */
12375         if (rq->core->core_forceidle_count && rq->cfs.nr_running == 1 &&
12376             __entity_slice_used(&curr->se, MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE))
12377                 resched_curr(rq);
12378 }
12379
12380 /*
12381  * se_fi_update - Update the cfs_rq->min_vruntime_fi in a CFS hierarchy if needed.
12382  */
12383 static void se_fi_update(const struct sched_entity *se, unsigned int fi_seq,
12384                          bool forceidle)
12385 {
12386         for_each_sched_entity(se) {
12387                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12388
12389                 if (forceidle) {
12390                         if (cfs_rq->forceidle_seq == fi_seq)
12391                                 break;
12392                         cfs_rq->forceidle_seq = fi_seq;
12393                 }
12394
12395                 cfs_rq->min_vruntime_fi = cfs_rq->min_vruntime;
12396         }
12397 }
12398
12399 void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi)
12400 {
12401         struct sched_entity *se = &p->se;
12402
12403         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
12404                 return;
12405
12406         se_fi_update(se, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
12407 }
12408
12409 bool cfs_prio_less(const struct task_struct *a, const struct task_struct *b,
12410                         bool in_fi)
12411 {
12412         struct rq *rq = task_rq(a);
12413         const struct sched_entity *sea = &a->se;
12414         const struct sched_entity *seb = &b->se;
12415         struct cfs_rq *cfs_rqa;
12416         struct cfs_rq *cfs_rqb;
12417         s64 delta;
12418
12419         SCHED_WARN_ON(task_rq(b)->core != rq->core);
12420
12421 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
12422         /*
12423          * Find an se in the hierarchy for tasks a and b, such that the se's
12424          * are immediate siblings.
12425          */
12426         while (sea->cfs_rq->tg != seb->cfs_rq->tg) {
12427                 int sea_depth = sea->depth;
12428                 int seb_depth = seb->depth;
12429
12430                 if (sea_depth >= seb_depth)
12431                         sea = parent_entity(sea);
12432                 if (sea_depth <= seb_depth)
12433                         seb = parent_entity(seb);
12434         }
12435
12436         se_fi_update(sea, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
12437         se_fi_update(seb, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
12438
12439         cfs_rqa = sea->cfs_rq;
12440         cfs_rqb = seb->cfs_rq;
12441 #else
12442         cfs_rqa = &task_rq(a)->cfs;
12443         cfs_rqb = &task_rq(b)->cfs;
12444 #endif
12445
12446         /*
12447          * Find delta after normalizing se's vruntime with its cfs_rq's
12448          * min_vruntime_fi, which would have been updated in prior calls
12449          * to se_fi_update().
12450          */
12451         delta = (s64)(sea->vruntime - seb->vruntime) +
12452                 (s64)(cfs_rqb->min_vruntime_fi - cfs_rqa->min_vruntime_fi);
12453
12454         return delta > 0;
12455 }
12456
12457 static int task_is_throttled_fair(struct task_struct *p, int cpu)
12458 {
12459         struct cfs_rq *cfs_rq;
12460
12461 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
12462         cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
12463 #else
12464         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
12465 #endif
12466         return throttled_hierarchy(cfs_rq);
12467 }
12468 #else
12469 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr) {}
12470 #endif
12471
12472 /*
12473  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
12474  *
12475  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
12476  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
12477  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
12478  * parameters.
12479  */
12480 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
12481 {
12482         struct cfs_rq *cfs_rq;
12483         struct sched_entity *se = &curr->se;
12484
12485         for_each_sched_entity(se) {
12486                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12487                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
12488         }
12489
12490         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
12491                 task_tick_numa(rq, curr);
12492
12493         update_misfit_status(curr, rq);
12494         update_overutilized_status(task_rq(curr));
12495
12496         task_tick_core(rq, curr);
12497 }
12498
12499 /*
12500  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
12501  *  - child not yet on the tasklist
12502  *  - preemption disabled
12503  */
12504 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
12505 {
12506         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
12507         struct cfs_rq *cfs_rq;
12508         struct rq *rq = this_rq();
12509         struct rq_flags rf;
12510
12511         rq_lock(rq, &rf);
12512         update_rq_clock(rq);
12513
12514         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
12515         curr = cfs_rq->curr;
12516         if (curr)
12517                 update_curr(cfs_rq);
12518         place_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_INITIAL);
12519         rq_unlock(rq, &rf);
12520 }
12521
12522 /*
12523  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
12524  * the current task.
12525  */
12526 static void
12527 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
12528 {
12529         if (!task_on_rq_queued(p))
12530                 return;
12531
12532         if (rq->cfs.nr_running == 1)
12533                 return;
12534
12535         /*
12536          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
12537          * our priority decreased, or if we are not currently running on
12538          * this runqueue and our priority is higher than the current's
12539          */
12540         if (task_current(rq, p)) {
12541                 if (p->prio > oldprio)
12542                         resched_curr(rq);
12543         } else
12544                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
12545 }
12546
12547 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
12548 /*
12549  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
12550  * visible to the root
12551  */
12552 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
12553 {
12554         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12555
12556         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
12557                 return;
12558
12559         if (!throttled_hierarchy(cfs_rq))
12560                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
12561
12562         /* Start to propagate at parent */
12563         se = se->parent;
12564
12565         for_each_sched_entity(se) {
12566                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12567
12568                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
12569
12570                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
12571                         break;
12572
12573                 if (!throttled_hierarchy(cfs_rq))
12574                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
12575         }
12576 }
12577 #else
12578 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
12579 #endif
12580
12581 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
12582 {
12583         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12584
12585 #ifdef CONFIG_SMP
12586         /*
12587          * In case the task sched_avg hasn't been attached:
12588          * - A forked task which hasn't been woken up by wake_up_new_task().
12589          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() but is
12590          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
12591          */
12592         if (!se->avg.last_update_time)
12593                 return;
12594 #endif
12595
12596         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
12597         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
12598         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
12599         update_tg_load_avg(cfs_rq);
12600         propagate_entity_cfs_rq(se);
12601 }
12602
12603 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
12604 {
12605         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12606
12607         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
12608         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
12609         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
12610         update_tg_load_avg(cfs_rq);
12611         propagate_entity_cfs_rq(se);
12612 }
12613
12614 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
12615 {
12616         struct sched_entity *se = &p->se;
12617
12618         detach_entity_cfs_rq(se);
12619 }
12620
12621 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
12622 {
12623         struct sched_entity *se = &p->se;
12624
12625         attach_entity_cfs_rq(se);
12626 }
12627
12628 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
12629 {
12630         detach_task_cfs_rq(p);
12631 }
12632
12633 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
12634 {
12635         attach_task_cfs_rq(p);
12636
12637         if (task_on_rq_queued(p)) {
12638                 /*
12639                  * We were most likely switched from sched_rt, so
12640                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
12641                  * if we can still preempt the current task.
12642                  */
12643                 if (task_current(rq, p))
12644                         resched_curr(rq);
12645                 else
12646                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
12647         }
12648 }
12649
12650 /* Account for a task changing its policy or group.
12651  *
12652  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
12653  * migrates between groups/classes.
12654  */
12655 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
12656 {
12657         struct sched_entity *se = &p->se;
12658
12659 #ifdef CONFIG_SMP
12660         if (task_on_rq_queued(p)) {
12661                 /*
12662                  * Move the next running task to the front of the list, so our
12663                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
12664                  */
12665                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
12666         }
12667 #endif
12668
12669         for_each_sched_entity(se) {
12670                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12671
12672                 set_next_entity(cfs_rq, se);
12673                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
12674                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
12675         }
12676 }
12677
12678 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
12679 {
12680         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
12681         u64_u32_store(cfs_rq->min_vruntime, (u64)(-(1LL << 20)));
12682 #ifdef CONFIG_SMP
12683         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
12684 #endif
12685 }
12686
12687 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
12688 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p)
12689 {
12690         /*
12691          * We couldn't detach or attach a forked task which
12692          * hasn't been woken up by wake_up_new_task().
12693          */
12694         if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_NEW)
12695                 return;
12696
12697         detach_task_cfs_rq(p);
12698
12699 #ifdef CONFIG_SMP
12700         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
12701         p->se.avg.last_update_time = 0;
12702 #endif
12703         set_task_rq(p, task_cpu(p));
12704         attach_task_cfs_rq(p);
12705 }
12706
12707 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
12708 {
12709         int i;
12710
12711         for_each_possible_cpu(i) {
12712                 if (tg->cfs_rq)
12713                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
12714                 if (tg->se)
12715                         kfree(tg->se[i]);
12716         }
12717
12718         kfree(tg->cfs_rq);
12719         kfree(tg->se);
12720 }
12721
12722 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
12723 {
12724         struct sched_entity *se;
12725         struct cfs_rq *cfs_rq;
12726         int i;
12727
12728         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
12729         if (!tg->cfs_rq)
12730                 goto err;
12731         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
12732         if (!tg->se)
12733                 goto err;
12734
12735         tg->shares = NICE_0_LOAD;
12736
12737         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg), tg_cfs_bandwidth(parent));
12738
12739         for_each_possible_cpu(i) {
12740                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
12741                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
12742                 if (!cfs_rq)
12743                         goto err;
12744
12745                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity_stats),
12746                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
12747                 if (!se)
12748                         goto err_free_rq;
12749
12750                 init_cfs_rq(cfs_rq);
12751                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
12752                 init_entity_runnable_average(se);
12753         }
12754
12755         return 1;
12756
12757 err_free_rq:
12758         kfree(cfs_rq);
12759 err:
12760         return 0;
12761 }
12762
12763 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
12764 {
12765         struct sched_entity *se;
12766         struct rq_flags rf;
12767         struct rq *rq;
12768         int i;
12769
12770         for_each_possible_cpu(i) {
12771                 rq = cpu_rq(i);
12772                 se = tg->se[i];
12773                 rq_lock_irq(rq, &rf);
12774                 update_rq_clock(rq);
12775                 attach_entity_cfs_rq(se);
12776                 sync_throttle(tg, i);
12777                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
12778         }
12779 }
12780
12781 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
12782 {
12783         unsigned long flags;
12784         struct rq *rq;
12785         int cpu;
12786
12787         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
12788
12789         for_each_possible_cpu(cpu) {
12790                 if (tg->se[cpu])
12791                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
12792
12793                 /*
12794                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
12795                  * check on_list without danger of it being re-added.
12796                  */
12797                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
12798                         continue;
12799
12800                 rq = cpu_rq(cpu);
12801
12802                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
12803                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
12804                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
12805         }
12806 }
12807
12808 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
12809                         struct sched_entity *se, int cpu,
12810                         struct sched_entity *parent)
12811 {
12812         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
12813
12814         cfs_rq->tg = tg;
12815         cfs_rq->rq = rq;
12816         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
12817
12818         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
12819         tg->se[cpu] = se;
12820
12821         /* se could be NULL for root_task_group */
12822         if (!se)
12823                 return;
12824
12825         if (!parent) {
12826                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
12827                 se->depth = 0;
12828         } else {
12829                 se->cfs_rq = parent->my_q;
12830                 se->depth = parent->depth + 1;
12831         }
12832
12833         se->my_q = cfs_rq;
12834         /* guarantee group entities always have weight */
12835         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
12836         se->parent = parent;
12837 }
12838
12839 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
12840
12841 static int __sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
12842 {
12843         int i;
12844
12845         lockdep_assert_held(&shares_mutex);
12846
12847         /*
12848          * We can't change the weight of the root cgroup.
12849          */
12850         if (!tg->se[0])
12851                 return -EINVAL;
12852
12853         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
12854
12855         if (tg->shares == shares)
12856                 return 0;
12857
12858         tg->shares = shares;
12859         for_each_possible_cpu(i) {
12860                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
12861                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
12862                 struct rq_flags rf;
12863
12864                 /* Propagate contribution to hierarchy */
12865                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
12866                 update_rq_clock(rq);
12867                 for_each_sched_entity(se) {
12868                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
12869                         update_cfs_group(se);
12870                 }
12871                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
12872         }
12873
12874         return 0;
12875 }
12876
12877 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
12878 {
12879         int ret;
12880
12881         mutex_lock(&shares_mutex);
12882         if (tg_is_idle(tg))
12883                 ret = -EINVAL;
12884         else
12885                 ret = __sched_group_set_shares(tg, shares);
12886         mutex_unlock(&shares_mutex);
12887
12888         return ret;
12889 }
12890
12891 int sched_group_set_idle(struct task_group *tg, long idle)
12892 {
12893         int i;
12894
12895         if (tg == &root_task_group)
12896                 return -EINVAL;
12897
12898         if (idle < 0 || idle > 1)
12899                 return -EINVAL;
12900
12901         mutex_lock(&shares_mutex);
12902
12903         if (tg->idle == idle) {
12904                 mutex_unlock(&shares_mutex);
12905                 return 0;
12906         }
12907
12908         tg->idle = idle;
12909
12910         for_each_possible_cpu(i) {
12911                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
12912                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
12913                 struct cfs_rq *parent_cfs_rq, *grp_cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
12914                 bool was_idle = cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq);
12915                 long idle_task_delta;
12916                 struct rq_flags rf;
12917
12918                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
12919
12920                 grp_cfs_rq->idle = idle;
12921                 if (WARN_ON_ONCE(was_idle == cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq)))
12922                         goto next_cpu;
12923
12924                 if (se->on_rq) {
12925                         parent_cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12926                         if (cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq))
12927                                 parent_cfs_rq->idle_nr_running++;
12928                         else
12929                                 parent_cfs_rq->idle_nr_running--;
12930                 }
12931
12932                 idle_task_delta = grp_cfs_rq->h_nr_running -
12933                                   grp_cfs_rq->idle_h_nr_running;
12934                 if (!cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq))
12935                         idle_task_delta *= -1;
12936
12937                 for_each_sched_entity(se) {
12938                         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12939
12940                         if (!se->on_rq)
12941                                 break;
12942
12943                         cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
12944
12945                         /* Already accounted at parent level and above. */
12946                         if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
12947                                 break;
12948                 }
12949
12950 next_cpu:
12951                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
12952         }
12953
12954         /* Idle groups have minimum weight. */
12955         if (tg_is_idle(tg))
12956                 __sched_group_set_shares(tg, scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO));
12957         else
12958                 __sched_group_set_shares(tg, NICE_0_LOAD);
12959
12960         mutex_unlock(&shares_mutex);
12961         return 0;
12962 }
12963
12964 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
12965
12966 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
12967
12968 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
12969 {
12970         return 1;
12971 }
12972
12973 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
12974
12975 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
12976
12977 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
12978
12979
12980 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
12981 {
12982         struct sched_entity *se = &task->se;
12983         unsigned int rr_interval = 0;
12984
12985         /*
12986          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
12987          * idle runqueue:
12988          */
12989         if (rq->cfs.load.weight)
12990                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(se->slice);
12991
12992         return rr_interval;
12993 }
12994
12995 /*
12996  * All the scheduling class methods:
12997  */
12998 DEFINE_SCHED_CLASS(fair) = {
12999
13000         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
13001         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
13002         .yield_task             = yield_task_fair,
13003         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
13004
13005         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
13006
13007         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
13008         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
13009         .set_next_task          = set_next_task_fair,
13010
13011 #ifdef CONFIG_SMP
13012         .balance                = balance_fair,
13013         .pick_task              = pick_task_fair,
13014         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
13015         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
13016
13017         .rq_online              = rq_online_fair,
13018         .rq_offline             = rq_offline_fair,
13019
13020         .task_dead              = task_dead_fair,
13021         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
13022 #endif
13023
13024         .task_tick              = task_tick_fair,
13025         .task_fork              = task_fork_fair,
13026
13027         .prio_changed           = prio_changed_fair,
13028         .switched_from          = switched_from_fair,
13029         .switched_to            = switched_to_fair,
13030
13031         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
13032
13033         .update_curr            = update_curr_fair,
13034
13035 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
13036         .task_change_group      = task_change_group_fair,
13037 #endif
13038
13039 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
13040         .task_is_throttled      = task_is_throttled_fair,
13041 #endif
13042
13043 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
13044         .uclamp_enabled         = 1,
13045 #endif
13046 };
13047
13048 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
13049 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
13050 {
13051         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
13052
13053         rcu_read_lock();
13054         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
13055                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
13056         rcu_read_unlock();
13057 }
13058
13059 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
13060 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
13061 {
13062         int node;
13063         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
13064         struct numa_group *ng;
13065
13066         rcu_read_lock();
13067         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
13068         for_each_online_node(node) {
13069                 if (p->numa_faults) {
13070                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
13071                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
13072                 }
13073                 if (ng) {
13074                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
13075                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
13076                 }
13077                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
13078         }
13079         rcu_read_unlock();
13080 }
13081 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
13082 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
13083
13084 __init void init_sched_fair_class(void)
13085 {
13086 #ifdef CONFIG_SMP
13087         int i;
13088
13089         for_each_possible_cpu(i) {
13090                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(load_balance_mask, i), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
13091                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(select_rq_mask,    i), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
13092                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(should_we_balance_tmpmask, i),
13093                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
13094
13095 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
13096                 INIT_CSD(&cpu_rq(i)->cfsb_csd, __cfsb_csd_unthrottle, cpu_rq(i));
13097                 INIT_LIST_HEAD(&cpu_rq(i)->cfsb_csd_list);
13098 #endif
13099         }
13100
13101         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
13102
13103 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
13104         nohz.next_balance = jiffies;
13105         nohz.next_blocked = jiffies;
13106         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
13107 #endif
13108 #endif /* SMP */
13109
13110 }