OSDN Git Service

Merge tag 'kbuild-fixes-v5.6-3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[tomoyo/tomoyo-test1.git] / kernel / sched / fair.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
4  *
5  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
6  *
7  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
8  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
9  *
10  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
11  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
12  *
13  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
14  *  Copyright IBM Corporation, 2007
15  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
16  *
17  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
18  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
19  *
20  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
21  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
22  */
23 #include "sched.h"
24
25 #include <trace/events/sched.h>
26
27 /*
28  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
29  *
30  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
31  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
32  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
33  * based scheduling concepts.
34  *
35  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
36  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
37  *
38  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
39  */
40 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
41 static unsigned int normalized_sysctl_sched_latency     = 6000000ULL;
42
43 /*
44  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
45  *
46  * Options are:
47  *
48  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
49  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
50  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
51  *
52  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
53  */
54 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
55
56 /*
57  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
58  *
59  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
60  */
61 unsigned int sysctl_sched_min_granularity                       = 750000ULL;
62 static unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity     = 750000ULL;
63
64 /*
65  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
66  */
67 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
68
69 /*
70  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
71  * parent will (try to) run first.
72  */
73 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
74
75 /*
76  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
77  *
78  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
79  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
80  * have immediate wakeup/sleep latencies.
81  *
82  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
83  */
84 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity                    = 1000000UL;
85 static unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity  = 1000000UL;
86
87 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
88
89 #ifdef CONFIG_SMP
90 /*
91  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
92  */
93 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
94 {
95         return -cpu;
96 }
97
98 /*
99  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity.
100  *
101  * (default: ~20%)
102  */
103 #define fits_capacity(cap, max) ((cap) * 1280 < (max) * 1024)
104
105 #endif
106
107 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
108 /*
109  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
110  * each time a cfs_rq requests quota.
111  *
112  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
113  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
114  * we will always only issue the remaining available time.
115  *
116  * (default: 5 msec, units: microseconds)
117  */
118 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
119 #endif
120
121 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
122 {
123         lw->weight += inc;
124         lw->inv_weight = 0;
125 }
126
127 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
128 {
129         lw->weight -= dec;
130         lw->inv_weight = 0;
131 }
132
133 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
134 {
135         lw->weight = w;
136         lw->inv_weight = 0;
137 }
138
139 /*
140  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
141  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
142  * to users decreases. But the relationship is not linear,
143  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
144  * number of CPUs.
145  *
146  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
147  */
148 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
149 {
150         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
151         unsigned int factor;
152
153         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
154         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
155                 factor = 1;
156                 break;
157         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
158                 factor = cpus;
159                 break;
160         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
161         default:
162                 factor = 1 + ilog2(cpus);
163                 break;
164         }
165
166         return factor;
167 }
168
169 static void update_sysctl(void)
170 {
171         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
172
173 #define SET_SYSCTL(name) \
174         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
175         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
176         SET_SYSCTL(sched_latency);
177         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
178 #undef SET_SYSCTL
179 }
180
181 void sched_init_granularity(void)
182 {
183         update_sysctl();
184 }
185
186 #define WMULT_CONST     (~0U)
187 #define WMULT_SHIFT     32
188
189 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
190 {
191         unsigned long w;
192
193         if (likely(lw->inv_weight))
194                 return;
195
196         w = scale_load_down(lw->weight);
197
198         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
199                 lw->inv_weight = 1;
200         else if (unlikely(!w))
201                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
202         else
203                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
204 }
205
206 /*
207  * delta_exec * weight / lw.weight
208  *   OR
209  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
210  *
211  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
212  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
213  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
214  *
215  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
216  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
217  */
218 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
219 {
220         u64 fact = scale_load_down(weight);
221         int shift = WMULT_SHIFT;
222
223         __update_inv_weight(lw);
224
225         if (unlikely(fact >> 32)) {
226                 while (fact >> 32) {
227                         fact >>= 1;
228                         shift--;
229                 }
230         }
231
232         fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
233
234         while (fact >> 32) {
235                 fact >>= 1;
236                 shift--;
237         }
238
239         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
240 }
241
242
243 const struct sched_class fair_sched_class;
244
245 /**************************************************************
246  * CFS operations on generic schedulable entities:
247  */
248
249 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
250 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
251 {
252         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
253         return container_of(se, struct task_struct, se);
254 }
255
256 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
257 #define for_each_sched_entity(se) \
258                 for (; se; se = se->parent)
259
260 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
261 {
262         return p->se.cfs_rq;
263 }
264
265 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
266 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
267 {
268         return se->cfs_rq;
269 }
270
271 /* runqueue "owned" by this group */
272 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
273 {
274         return grp->my_q;
275 }
276
277 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
278 {
279         if (!path)
280                 return;
281
282         if (cfs_rq && task_group_is_autogroup(cfs_rq->tg))
283                 autogroup_path(cfs_rq->tg, path, len);
284         else if (cfs_rq && cfs_rq->tg->css.cgroup)
285                 cgroup_path(cfs_rq->tg->css.cgroup, path, len);
286         else
287                 strlcpy(path, "(null)", len);
288 }
289
290 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
291 {
292         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
293         int cpu = cpu_of(rq);
294
295         if (cfs_rq->on_list)
296                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
297
298         cfs_rq->on_list = 1;
299
300         /*
301          * Ensure we either appear before our parent (if already
302          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
303          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
304          * reduces this to two cases and a special case for the root
305          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
306          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
307          * to a tree or when we reach the top of the tree
308          */
309         if (cfs_rq->tg->parent &&
310             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
311                 /*
312                  * If parent is already on the list, we add the child
313                  * just before. Thanks to circular linked property of
314                  * the list, this means to put the child at the tail
315                  * of the list that starts by parent.
316                  */
317                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
318                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
319                 /*
320                  * The branch is now connected to its tree so we can
321                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
322                  * list.
323                  */
324                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
325                 return true;
326         }
327
328         if (!cfs_rq->tg->parent) {
329                 /*
330                  * cfs rq without parent should be put
331                  * at the tail of the list.
332                  */
333                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
334                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
335                 /*
336                  * We have reach the top of a tree so we can reset
337                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
338                  */
339                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
340                 return true;
341         }
342
343         /*
344          * The parent has not already been added so we want to
345          * make sure that it will be put after us.
346          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
347          * where we will add parent.
348          */
349         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
350         /*
351          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
352          * of the branch
353          */
354         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
355         return false;
356 }
357
358 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
359 {
360         if (cfs_rq->on_list) {
361                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
362
363                 /*
364                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
365                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
366                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
367                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
368                  * at the end of the enqueue.
369                  */
370                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
371                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
372
373                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
374                 cfs_rq->on_list = 0;
375         }
376 }
377
378 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
379 {
380         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
381 }
382
383 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
384 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
385         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
386                                  leaf_cfs_rq_list)
387
388 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
389 static inline struct cfs_rq *
390 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
391 {
392         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
393                 return se->cfs_rq;
394
395         return NULL;
396 }
397
398 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
399 {
400         return se->parent;
401 }
402
403 static void
404 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
405 {
406         int se_depth, pse_depth;
407
408         /*
409          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
410          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
411          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
412          * parent.
413          */
414
415         /* First walk up until both entities are at same depth */
416         se_depth = (*se)->depth;
417         pse_depth = (*pse)->depth;
418
419         while (se_depth > pse_depth) {
420                 se_depth--;
421                 *se = parent_entity(*se);
422         }
423
424         while (pse_depth > se_depth) {
425                 pse_depth--;
426                 *pse = parent_entity(*pse);
427         }
428
429         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
430                 *se = parent_entity(*se);
431                 *pse = parent_entity(*pse);
432         }
433 }
434
435 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
436
437 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
438 {
439         return container_of(se, struct task_struct, se);
440 }
441
442 #define for_each_sched_entity(se) \
443                 for (; se; se = NULL)
444
445 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
446 {
447         return &task_rq(p)->cfs;
448 }
449
450 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
451 {
452         struct task_struct *p = task_of(se);
453         struct rq *rq = task_rq(p);
454
455         return &rq->cfs;
456 }
457
458 /* runqueue "owned" by this group */
459 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
460 {
461         return NULL;
462 }
463
464 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
465 {
466         if (path)
467                 strlcpy(path, "(null)", len);
468 }
469
470 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
471 {
472         return true;
473 }
474
475 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
476 {
477 }
478
479 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
480 {
481 }
482
483 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
484                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
485
486 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
487 {
488         return NULL;
489 }
490
491 static inline void
492 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
493 {
494 }
495
496 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
497
498 static __always_inline
499 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
500
501 /**************************************************************
502  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
503  */
504
505 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
506 {
507         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
508         if (delta > 0)
509                 max_vruntime = vruntime;
510
511         return max_vruntime;
512 }
513
514 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
515 {
516         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
517         if (delta < 0)
518                 min_vruntime = vruntime;
519
520         return min_vruntime;
521 }
522
523 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
524                                 struct sched_entity *b)
525 {
526         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
527 }
528
529 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
530 {
531         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
532         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
533
534         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
535
536         if (curr) {
537                 if (curr->on_rq)
538                         vruntime = curr->vruntime;
539                 else
540                         curr = NULL;
541         }
542
543         if (leftmost) { /* non-empty tree */
544                 struct sched_entity *se;
545                 se = rb_entry(leftmost, struct sched_entity, run_node);
546
547                 if (!curr)
548                         vruntime = se->vruntime;
549                 else
550                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
551         }
552
553         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
554         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
555 #ifndef CONFIG_64BIT
556         smp_wmb();
557         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
558 #endif
559 }
560
561 /*
562  * Enqueue an entity into the rb-tree:
563  */
564 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
565 {
566         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
567         struct rb_node *parent = NULL;
568         struct sched_entity *entry;
569         bool leftmost = true;
570
571         /*
572          * Find the right place in the rbtree:
573          */
574         while (*link) {
575                 parent = *link;
576                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
577                 /*
578                  * We dont care about collisions. Nodes with
579                  * the same key stay together.
580                  */
581                 if (entity_before(se, entry)) {
582                         link = &parent->rb_left;
583                 } else {
584                         link = &parent->rb_right;
585                         leftmost = false;
586                 }
587         }
588
589         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
590         rb_insert_color_cached(&se->run_node,
591                                &cfs_rq->tasks_timeline, leftmost);
592 }
593
594 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
595 {
596         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
597 }
598
599 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
600 {
601         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
602
603         if (!left)
604                 return NULL;
605
606         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
607 }
608
609 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
610 {
611         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
612
613         if (!next)
614                 return NULL;
615
616         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
617 }
618
619 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
620 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
621 {
622         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
623
624         if (!last)
625                 return NULL;
626
627         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
628 }
629
630 /**************************************************************
631  * Scheduling class statistics methods:
632  */
633
634 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
635                 void __user *buffer, size_t *lenp,
636                 loff_t *ppos)
637 {
638         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
639         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
640
641         if (ret || !write)
642                 return ret;
643
644         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
645                                         sysctl_sched_min_granularity);
646
647 #define WRT_SYSCTL(name) \
648         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
649         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
650         WRT_SYSCTL(sched_latency);
651         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
652 #undef WRT_SYSCTL
653
654         return 0;
655 }
656 #endif
657
658 /*
659  * delta /= w
660  */
661 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
662 {
663         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
664                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
665
666         return delta;
667 }
668
669 /*
670  * The idea is to set a period in which each task runs once.
671  *
672  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
673  * this period because otherwise the slices get too small.
674  *
675  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
676  */
677 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
678 {
679         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
680                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
681         else
682                 return sysctl_sched_latency;
683 }
684
685 /*
686  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
687  * proportional to the weight.
688  *
689  * s = p*P[w/rw]
690  */
691 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
692 {
693         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
694
695         for_each_sched_entity(se) {
696                 struct load_weight *load;
697                 struct load_weight lw;
698
699                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
700                 load = &cfs_rq->load;
701
702                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
703                         lw = cfs_rq->load;
704
705                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
706                         load = &lw;
707                 }
708                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
709         }
710         return slice;
711 }
712
713 /*
714  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
715  *
716  * vs = s/w
717  */
718 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
719 {
720         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
721 }
722
723 #include "pelt.h"
724 #ifdef CONFIG_SMP
725
726 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
727 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
728 static unsigned long capacity_of(int cpu);
729
730 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
731 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
732 {
733         struct sched_avg *sa = &se->avg;
734
735         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
736
737         /*
738          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
739          * they get a chance to stabilize to their real load level.
740          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
741          * nothing has been attached to the task group yet.
742          */
743         if (entity_is_task(se))
744                 sa->runnable_load_avg = sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
745
746         se->runnable_weight = se->load.weight;
747
748         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
749 }
750
751 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
752
753 /*
754  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
755  * based on the cfs_rq's current util_avg:
756  *
757  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
758  *
759  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
760  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
761  * as when the series is a harmonic series.
762  *
763  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
764  * only 1/2 of the left utilization budget:
765  *
766  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
767  *
768  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
769  *
770  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
771  * the beginning would be like:
772  *
773  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
774  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
775  *
776  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
777  * if util_avg > util_avg_cap.
778  */
779 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
780 {
781         struct sched_entity *se = &p->se;
782         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
783         struct sched_avg *sa = &se->avg;
784         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
785         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
786
787         if (cap > 0) {
788                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
789                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
790                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
791
792                         if (sa->util_avg > cap)
793                                 sa->util_avg = cap;
794                 } else {
795                         sa->util_avg = cap;
796                 }
797         }
798
799         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
800                 /*
801                  * For !fair tasks do:
802                  *
803                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
804                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
805                 switched_from_fair(rq, p);
806                  *
807                  * such that the next switched_to_fair() has the
808                  * expected state.
809                  */
810                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
811                 return;
812         }
813
814         attach_entity_cfs_rq(se);
815 }
816
817 #else /* !CONFIG_SMP */
818 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
819 {
820 }
821 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
822 {
823 }
824 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
825 {
826 }
827 #endif /* CONFIG_SMP */
828
829 /*
830  * Update the current task's runtime statistics.
831  */
832 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
833 {
834         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
835         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
836         u64 delta_exec;
837
838         if (unlikely(!curr))
839                 return;
840
841         delta_exec = now - curr->exec_start;
842         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
843                 return;
844
845         curr->exec_start = now;
846
847         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
848                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
849
850         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
851         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
852
853         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
854         update_min_vruntime(cfs_rq);
855
856         if (entity_is_task(curr)) {
857                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
858
859                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
860                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
861                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
862         }
863
864         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
865 }
866
867 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
868 {
869         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
870 }
871
872 static inline void
873 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
874 {
875         u64 wait_start, prev_wait_start;
876
877         if (!schedstat_enabled())
878                 return;
879
880         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
881         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
882
883         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
884             likely(wait_start > prev_wait_start))
885                 wait_start -= prev_wait_start;
886
887         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
888 }
889
890 static inline void
891 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
892 {
893         struct task_struct *p;
894         u64 delta;
895
896         if (!schedstat_enabled())
897                 return;
898
899         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
900
901         if (entity_is_task(se)) {
902                 p = task_of(se);
903                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
904                         /*
905                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
906                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
907                          * prior to migration.
908                          */
909                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
910                         return;
911                 }
912                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
913         }
914
915         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
916                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
917         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
918         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
919         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
920 }
921
922 static inline void
923 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
924 {
925         struct task_struct *tsk = NULL;
926         u64 sleep_start, block_start;
927
928         if (!schedstat_enabled())
929                 return;
930
931         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
932         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
933
934         if (entity_is_task(se))
935                 tsk = task_of(se);
936
937         if (sleep_start) {
938                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
939
940                 if ((s64)delta < 0)
941                         delta = 0;
942
943                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
944                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
945
946                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
947                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
948
949                 if (tsk) {
950                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
951                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
952                 }
953         }
954         if (block_start) {
955                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
956
957                 if ((s64)delta < 0)
958                         delta = 0;
959
960                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
961                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
962
963                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
964                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
965
966                 if (tsk) {
967                         if (tsk->in_iowait) {
968                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
969                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
970                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
971                         }
972
973                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
974
975                         /*
976                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
977                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
978                          * amount of time that the task spent sleeping:
979                          */
980                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
981                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
982                                                 (void *)get_wchan(tsk),
983                                                 delta >> 20);
984                         }
985                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
986                 }
987         }
988 }
989
990 /*
991  * Task is being enqueued - update stats:
992  */
993 static inline void
994 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
995 {
996         if (!schedstat_enabled())
997                 return;
998
999         /*
1000          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1001          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1002          */
1003         if (se != cfs_rq->curr)
1004                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
1005
1006         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1007                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1008 }
1009
1010 static inline void
1011 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1012 {
1013
1014         if (!schedstat_enabled())
1015                 return;
1016
1017         /*
1018          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1019          * waiting task:
1020          */
1021         if (se != cfs_rq->curr)
1022                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1023
1024         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1025                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1026
1027                 if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1028                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
1029                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1030                 if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1031                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1032                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1033         }
1034 }
1035
1036 /*
1037  * We are picking a new current task - update its stats:
1038  */
1039 static inline void
1040 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1041 {
1042         /*
1043          * We are starting a new run period:
1044          */
1045         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1046 }
1047
1048 /**************************************************
1049  * Scheduling class queueing methods:
1050  */
1051
1052 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1053 /*
1054  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1055  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1056  * numa_balancing_scan_size.
1057  */
1058 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1059 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1060
1061 /* Portion of address space to scan in MB */
1062 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1063
1064 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1065 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1066
1067 struct numa_group {
1068         refcount_t refcount;
1069
1070         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1071         int nr_tasks;
1072         pid_t gid;
1073         int active_nodes;
1074
1075         struct rcu_head rcu;
1076         unsigned long total_faults;
1077         unsigned long max_faults_cpu;
1078         /*
1079          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1080          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1081          * more by CPU use than by memory faults.
1082          */
1083         unsigned long *faults_cpu;
1084         unsigned long faults[0];
1085 };
1086
1087 /*
1088  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1089  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1090  */
1091 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1092 {
1093         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1094                 (lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1095 }
1096
1097 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1098 {
1099         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1100 }
1101
1102 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1103 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1104
1105 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1106 {
1107         unsigned long rss = 0;
1108         unsigned long nr_scan_pages;
1109
1110         /*
1111          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1112          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1113          * on resident pages
1114          */
1115         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1116         rss = get_mm_rss(p->mm);
1117         if (!rss)
1118                 rss = nr_scan_pages;
1119
1120         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1121         return rss / nr_scan_pages;
1122 }
1123
1124 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1125 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1126
1127 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1128 {
1129         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1130         unsigned int scan, floor;
1131         unsigned int windows = 1;
1132
1133         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1134                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1135         floor = 1000 / windows;
1136
1137         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1138         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1139 }
1140
1141 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1142 {
1143         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1144         unsigned long period = smin;
1145         struct numa_group *ng;
1146
1147         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1148         rcu_read_lock();
1149         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1150         if (ng) {
1151                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1152                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1153
1154                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1155                 period *= shared + 1;
1156                 period /= private + shared + 1;
1157         }
1158         rcu_read_unlock();
1159
1160         return max(smin, period);
1161 }
1162
1163 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1164 {
1165         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1166         unsigned long smax;
1167         struct numa_group *ng;
1168
1169         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1170         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1171
1172         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1173         ng = deref_curr_numa_group(p);
1174         if (ng) {
1175                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1176                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1177                 unsigned long period = smax;
1178
1179                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1180                 period *= shared + 1;
1181                 period /= private + shared + 1;
1182
1183                 smax = max(smax, period);
1184         }
1185
1186         return max(smin, smax);
1187 }
1188
1189 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1190 {
1191         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1192         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1193 }
1194
1195 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1196 {
1197         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1198         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1199 }
1200
1201 /* Shared or private faults. */
1202 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1203
1204 /* Memory and CPU locality */
1205 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1206
1207 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1208 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1209
1210 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1211 {
1212         struct numa_group *ng;
1213         pid_t gid = 0;
1214
1215         rcu_read_lock();
1216         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1217         if (ng)
1218                 gid = ng->gid;
1219         rcu_read_unlock();
1220
1221         return gid;
1222 }
1223
1224 /*
1225  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1226  * occupy the first half of the array. The second half of the
1227  * array is for current counters, which are averaged into the
1228  * first set by task_numa_placement.
1229  */
1230 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1231 {
1232         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1233 }
1234
1235 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1236 {
1237         if (!p->numa_faults)
1238                 return 0;
1239
1240         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1241                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1242 }
1243
1244 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1245 {
1246         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1247
1248         if (!ng)
1249                 return 0;
1250
1251         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1252                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1253 }
1254
1255 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1256 {
1257         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1258                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1259 }
1260
1261 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1262 {
1263         unsigned long faults = 0;
1264         int node;
1265
1266         for_each_online_node(node) {
1267                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1268         }
1269
1270         return faults;
1271 }
1272
1273 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1274 {
1275         unsigned long faults = 0;
1276         int node;
1277
1278         for_each_online_node(node) {
1279                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1280         }
1281
1282         return faults;
1283 }
1284
1285 /*
1286  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1287  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1288  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1289  */
1290 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1291
1292 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1293 {
1294         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1295 }
1296
1297 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1298 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1299                                         int maxdist, bool task)
1300 {
1301         unsigned long score = 0;
1302         int node;
1303
1304         /*
1305          * All nodes are directly connected, and the same distance
1306          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1307          */
1308         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1309                 return 0;
1310
1311         /*
1312          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1313          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1314          */
1315         for_each_online_node(node) {
1316                 unsigned long faults;
1317                 int dist = node_distance(nid, node);
1318
1319                 /*
1320                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1321                  * for placement; nid was already counted.
1322                  */
1323                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1324                         continue;
1325
1326                 /*
1327                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1328                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1329                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1330                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1331                  * of each group. Skip other nodes.
1332                  */
1333                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1334                                         dist >= maxdist)
1335                         continue;
1336
1337                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1338                 if (task)
1339                         faults = task_faults(p, node);
1340                 else
1341                         faults = group_faults(p, node);
1342
1343                 /*
1344                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1345                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1346                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1347                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1348                  * The further away a node is, the less the faults count.
1349                  * This seems to result in good task placement.
1350                  */
1351                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1352                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1353                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1354                 }
1355
1356                 score += faults;
1357         }
1358
1359         return score;
1360 }
1361
1362 /*
1363  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1364  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1365  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1366  * evenly spread out between numa nodes.
1367  */
1368 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1369                                         int dist)
1370 {
1371         unsigned long faults, total_faults;
1372
1373         if (!p->numa_faults)
1374                 return 0;
1375
1376         total_faults = p->total_numa_faults;
1377
1378         if (!total_faults)
1379                 return 0;
1380
1381         faults = task_faults(p, nid);
1382         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1383
1384         return 1000 * faults / total_faults;
1385 }
1386
1387 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1388                                          int dist)
1389 {
1390         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1391         unsigned long faults, total_faults;
1392
1393         if (!ng)
1394                 return 0;
1395
1396         total_faults = ng->total_faults;
1397
1398         if (!total_faults)
1399                 return 0;
1400
1401         faults = group_faults(p, nid);
1402         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1403
1404         return 1000 * faults / total_faults;
1405 }
1406
1407 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1408                                 int src_nid, int dst_cpu)
1409 {
1410         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1411         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1412         int last_cpupid, this_cpupid;
1413
1414         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1415         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1416
1417         /*
1418          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1419          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1420          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1421          * executed below.
1422          */
1423         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1424             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1425                 return true;
1426
1427         /*
1428          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1429          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1430          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1431          *
1432          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1433          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1434          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1435          *
1436          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1437          * same result twice in a row, given these samples are fully
1438          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1439          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1440          *
1441          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1442          * act on an unlikely task<->page relation.
1443          */
1444         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1445                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1446                 return false;
1447
1448         /* Always allow migrate on private faults */
1449         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1450                 return true;
1451
1452         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1453         if (!ng)
1454                 return true;
1455
1456         /*
1457          * Destination node is much more heavily used than the source
1458          * node? Allow migration.
1459          */
1460         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1461                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1462                 return true;
1463
1464         /*
1465          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1466          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1467          *
1468          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1469          * --------------- * - > ---------------
1470          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1471          */
1472         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1473                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1474 }
1475
1476 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq);
1477
1478 static unsigned long cpu_runnable_load(struct rq *rq)
1479 {
1480         return cfs_rq_runnable_load_avg(&rq->cfs);
1481 }
1482
1483 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1484 struct numa_stats {
1485         unsigned long load;
1486
1487         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1488         unsigned long compute_capacity;
1489 };
1490
1491 /*
1492  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1493  */
1494 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1495 {
1496         int cpu;
1497
1498         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1499         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1500                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1501
1502                 ns->load += cpu_runnable_load(rq);
1503                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1504         }
1505
1506 }
1507
1508 struct task_numa_env {
1509         struct task_struct *p;
1510
1511         int src_cpu, src_nid;
1512         int dst_cpu, dst_nid;
1513
1514         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1515
1516         int imbalance_pct;
1517         int dist;
1518
1519         struct task_struct *best_task;
1520         long best_imp;
1521         int best_cpu;
1522 };
1523
1524 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1525                              struct task_struct *p, long imp)
1526 {
1527         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1528
1529         /* Bail out if run-queue part of active NUMA balance. */
1530         if (xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1531                 return;
1532
1533         /*
1534          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1535          * found a better CPU to move/swap.
1536          */
1537         if (env->best_cpu != -1) {
1538                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1539                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1540         }
1541
1542         if (env->best_task)
1543                 put_task_struct(env->best_task);
1544         if (p)
1545                 get_task_struct(p);
1546
1547         env->best_task = p;
1548         env->best_imp = imp;
1549         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1550 }
1551
1552 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1553                                 struct task_numa_env *env)
1554 {
1555         long imb, old_imb;
1556         long orig_src_load, orig_dst_load;
1557         long src_capacity, dst_capacity;
1558
1559         /*
1560          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1561          *
1562          * src_load        dst_load
1563          * ------------ vs ---------
1564          * src_capacity    dst_capacity
1565          */
1566         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1567         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1568
1569         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1570
1571         orig_src_load = env->src_stats.load;
1572         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1573
1574         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1575
1576         /* Would this change make things worse? */
1577         return (imb > old_imb);
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1582  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1583  * Used to deter task migration.
1584  */
1585 #define SMALLIMP        30
1586
1587 /*
1588  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1589  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1590  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1591  * be exchanged with the source task
1592  */
1593 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1594                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1595 {
1596         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1597         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1598         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1599         struct task_struct *cur;
1600         long src_load, dst_load;
1601         int dist = env->dist;
1602         long moveimp = imp;
1603         long load;
1604
1605         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1606                 return;
1607
1608         rcu_read_lock();
1609         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
1610         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1611                 cur = NULL;
1612
1613         /*
1614          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1615          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1616          */
1617         if (cur == env->p)
1618                 goto unlock;
1619
1620         if (!cur) {
1621                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1622                         goto assign;
1623                 else
1624                         goto unlock;
1625         }
1626
1627         /*
1628          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1629          * source and destination node. Calculate the total differential for
1630          * the source task and potential destination task. The more negative
1631          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1632          * be incurred if the tasks were swapped.
1633          */
1634         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1635         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1636                 goto unlock;
1637
1638         /*
1639          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1640          * in any group then look only at task weights.
1641          */
1642         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1643         if (cur_ng == p_ng) {
1644                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1645                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1646                 /*
1647                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1648                  * tasks within a group over tiny differences.
1649                  */
1650                 if (cur_ng)
1651                         imp -= imp / 16;
1652         } else {
1653                 /*
1654                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1655                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1656                  */
1657                 if (cur_ng && p_ng)
1658                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1659                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1660                 else
1661                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1662                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1663         }
1664
1665         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1666                 imp = moveimp;
1667                 cur = NULL;
1668                 goto assign;
1669         }
1670
1671         /*
1672          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1673          * task migration might only result in ping pong
1674          * of tasks and also hurt performance due to cache
1675          * misses.
1676          */
1677         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1678                 goto unlock;
1679
1680         /*
1681          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1682          */
1683         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1684         if (!load)
1685                 goto assign;
1686
1687         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1688         src_load = env->src_stats.load - load;
1689
1690         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1691                 goto unlock;
1692
1693 assign:
1694         /*
1695          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1696          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1697          */
1698         if (!cur) {
1699                 /*
1700                  * select_idle_siblings() uses an per-CPU cpumask that
1701                  * can be used from IRQ context.
1702                  */
1703                 local_irq_disable();
1704                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1705                                                    env->dst_cpu);
1706                 local_irq_enable();
1707         }
1708
1709         task_numa_assign(env, cur, imp);
1710 unlock:
1711         rcu_read_unlock();
1712 }
1713
1714 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1715                                 long taskimp, long groupimp)
1716 {
1717         long src_load, dst_load, load;
1718         bool maymove = false;
1719         int cpu;
1720
1721         load = task_h_load(env->p);
1722         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1723         src_load = env->src_stats.load - load;
1724
1725         /*
1726          * If the improvement from just moving env->p direction is better
1727          * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1728          */
1729         maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1730
1731         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1732                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1733                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1734                         continue;
1735
1736                 env->dst_cpu = cpu;
1737                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove);
1738         }
1739 }
1740
1741 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1742 {
1743         struct task_numa_env env = {
1744                 .p = p,
1745
1746                 .src_cpu = task_cpu(p),
1747                 .src_nid = task_node(p),
1748
1749                 .imbalance_pct = 112,
1750
1751                 .best_task = NULL,
1752                 .best_imp = 0,
1753                 .best_cpu = -1,
1754         };
1755         unsigned long taskweight, groupweight;
1756         struct sched_domain *sd;
1757         long taskimp, groupimp;
1758         struct numa_group *ng;
1759         struct rq *best_rq;
1760         int nid, ret, dist;
1761
1762         /*
1763          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1764          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1765          *
1766          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1767          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1768          * to satisfy here.
1769          */
1770         rcu_read_lock();
1771         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1772         if (sd)
1773                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1774         rcu_read_unlock();
1775
1776         /*
1777          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1778          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1779          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1780          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1781          */
1782         if (unlikely(!sd)) {
1783                 sched_setnuma(p, task_node(p));
1784                 return -EINVAL;
1785         }
1786
1787         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1788         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1789         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1790         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1791         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1792         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1793         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1794         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1795
1796         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1797         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1798
1799         /*
1800          * Look at other nodes in these cases:
1801          * - there is no space available on the preferred_nid
1802          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1803          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1804          *   we need to check other locations.
1805          */
1806         ng = deref_curr_numa_group(p);
1807         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
1808                 for_each_online_node(nid) {
1809                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1810                                 continue;
1811
1812                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1813                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1814                                                 dist != env.dist) {
1815                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1816                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1817                         }
1818
1819                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1820                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1821                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1822                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1823                                 continue;
1824
1825                         env.dist = dist;
1826                         env.dst_nid = nid;
1827                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1828                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1829                 }
1830         }
1831
1832         /*
1833          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1834          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1835          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1836          * settle down.
1837          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1838          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1839          */
1840         if (ng) {
1841                 if (env.best_cpu == -1)
1842                         nid = env.src_nid;
1843                 else
1844                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
1845
1846                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
1847                         sched_setnuma(p, nid);
1848         }
1849
1850         /* No better CPU than the current one was found. */
1851         if (env.best_cpu == -1)
1852                 return -EAGAIN;
1853
1854         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
1855         if (env.best_task == NULL) {
1856                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1857                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1858                 if (ret != 0)
1859                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1860                 return ret;
1861         }
1862
1863         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
1864         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1865
1866         if (ret != 0)
1867                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1868         put_task_struct(env.best_task);
1869         return ret;
1870 }
1871
1872 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1873 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1874 {
1875         unsigned long interval = HZ;
1876
1877         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1878         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
1879                 return;
1880
1881         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1882         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1883         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1884
1885         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1886         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1887                 return;
1888
1889         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1890         task_numa_migrate(p);
1891 }
1892
1893 /*
1894  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
1895  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1896  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1897  * located.
1898  */
1899 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
1900 {
1901         unsigned long faults, max_faults = 0;
1902         int nid, active_nodes = 0;
1903
1904         for_each_online_node(nid) {
1905                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1906                 if (faults > max_faults)
1907                         max_faults = faults;
1908         }
1909
1910         for_each_online_node(nid) {
1911                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1912                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
1913                         active_nodes++;
1914         }
1915
1916         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
1917         numa_group->active_nodes = active_nodes;
1918 }
1919
1920 /*
1921  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1922  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1923  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1924  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1925  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1926  */
1927 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1928 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1929
1930 /*
1931  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1932  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1933  * the page accesses are shared with other processes.
1934  * Otherwise, decrease the scan period.
1935  */
1936 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1937                         unsigned long shared, unsigned long private)
1938 {
1939         unsigned int period_slot;
1940         int lr_ratio, ps_ratio;
1941         int diff;
1942
1943         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1944         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1945
1946         /*
1947          * If there were no record hinting faults then either the task is
1948          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1949          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1950          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1951          * node is overloaded. In either case, scan slower
1952          */
1953         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1954                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1955                         p->numa_scan_period << 1);
1956
1957                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1958                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1959
1960                 return;
1961         }
1962
1963         /*
1964          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1965          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1966          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1967          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1968          */
1969         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1970         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1971         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
1972
1973         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1974                 /*
1975                  * Most memory accesses are local. There is no need to
1976                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
1977                  */
1978                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1979                 if (!slot)
1980                         slot = 1;
1981                 diff = slot * period_slot;
1982         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1983                 /*
1984                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
1985                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
1986                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
1987                  */
1988                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1989                 if (!slot)
1990                         slot = 1;
1991                 diff = slot * period_slot;
1992         } else {
1993                 /*
1994                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
1995                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
1996                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
1997                  */
1998                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
1999                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2000         }
2001
2002         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2003                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2004         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2005 }
2006
2007 /*
2008  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2009  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2010  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2011  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2012  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2013  */
2014 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2015 {
2016         u64 runtime, delta, now;
2017         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2018         now = p->se.exec_start;
2019         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2020
2021         if (p->last_task_numa_placement) {
2022                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2023                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2024
2025                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2026                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2027                         *period = 0;
2028         } else {
2029                 delta = p->se.avg.load_sum;
2030                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2031         }
2032
2033         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2034         p->last_task_numa_placement = now;
2035
2036         return delta;
2037 }
2038
2039 /*
2040  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2041  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2042  * otherwise workloads might not converge.
2043  */
2044 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2045 {
2046         nodemask_t nodes;
2047         int dist;
2048
2049         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2050         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2051                 return nid;
2052
2053         /*
2054          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2055          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2056          * both the node itself, and on nearby nodes.
2057          */
2058         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2059                 unsigned long score, max_score = 0;
2060                 int node, max_node = nid;
2061
2062                 dist = sched_max_numa_distance;
2063
2064                 for_each_online_node(node) {
2065                         score = group_weight(p, node, dist);
2066                         if (score > max_score) {
2067                                 max_score = score;
2068                                 max_node = node;
2069                         }
2070                 }
2071                 return max_node;
2072         }
2073
2074         /*
2075          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2076          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2077          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2078          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2079          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2080          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2081          * keep the complexity of the search down.
2082          */
2083         nodes = node_online_map;
2084         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2085                 unsigned long max_faults = 0;
2086                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2087                 int a, b;
2088
2089                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2090                 if (!find_numa_distance(dist))
2091                         continue;
2092
2093                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2094                         unsigned long faults = 0;
2095                         nodemask_t this_group;
2096                         nodes_clear(this_group);
2097
2098                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2099                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2100                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2101                                         faults += group_faults(p, b);
2102                                         node_set(b, this_group);
2103                                         node_clear(b, nodes);
2104                                 }
2105                         }
2106
2107                         /* Remember the top group. */
2108                         if (faults > max_faults) {
2109                                 max_faults = faults;
2110                                 max_group = this_group;
2111                                 /*
2112                                  * subtle: at the smallest distance there is
2113                                  * just one node left in each "group", the
2114                                  * winner is the preferred nid.
2115                                  */
2116                                 nid = a;
2117                         }
2118                 }
2119                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2120                 if (!max_faults)
2121                         break;
2122                 nodes = max_group;
2123         }
2124         return nid;
2125 }
2126
2127 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2128 {
2129         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2130         unsigned long max_faults = 0;
2131         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2132         unsigned long total_faults;
2133         u64 runtime, period;
2134         spinlock_t *group_lock = NULL;
2135         struct numa_group *ng;
2136
2137         /*
2138          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2139          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2140          * that the field is read in a single access:
2141          */
2142         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2143         if (p->numa_scan_seq == seq)
2144                 return;
2145         p->numa_scan_seq = seq;
2146         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2147
2148         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2149                        p->numa_faults_locality[1];
2150         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2151
2152         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2153         ng = deref_curr_numa_group(p);
2154         if (ng) {
2155                 group_lock = &ng->lock;
2156                 spin_lock_irq(group_lock);
2157         }
2158
2159         /* Find the node with the highest number of faults */
2160         for_each_online_node(nid) {
2161                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2162                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2163                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2164                 int priv;
2165
2166                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2167                         long diff, f_diff, f_weight;
2168
2169                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2170                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2171                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2172                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2173
2174                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2175                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2176                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2177                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2178
2179                         /*
2180                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2181                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2182                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2183                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2184                          * faults are less important.
2185                          */
2186                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2187                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2188                                    (total_faults + 1);
2189                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2190                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2191
2192                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2193                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2194                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2195                         p->total_numa_faults += diff;
2196                         if (ng) {
2197                                 /*
2198                                  * safe because we can only change our own group
2199                                  *
2200                                  * mem_idx represents the offset for a given
2201                                  * nid and priv in a specific region because it
2202                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2203                                  */
2204                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2205                                 ng->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2206                                 ng->total_faults += diff;
2207                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2208                         }
2209                 }
2210
2211                 if (!ng) {
2212                         if (faults > max_faults) {
2213                                 max_faults = faults;
2214                                 max_nid = nid;
2215                         }
2216                 } else if (group_faults > max_faults) {
2217                         max_faults = group_faults;
2218                         max_nid = nid;
2219                 }
2220         }
2221
2222         if (ng) {
2223                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2224                 spin_unlock_irq(group_lock);
2225                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2226         }
2227
2228         if (max_faults) {
2229                 /* Set the new preferred node */
2230                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2231                         sched_setnuma(p, max_nid);
2232         }
2233
2234         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2235 }
2236
2237 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2238 {
2239         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2240 }
2241
2242 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2243 {
2244         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2245                 kfree_rcu(grp, rcu);
2246 }
2247
2248 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2249                         int *priv)
2250 {
2251         struct numa_group *grp, *my_grp;
2252         struct task_struct *tsk;
2253         bool join = false;
2254         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2255         int i;
2256
2257         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2258                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2259                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2260
2261                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2262                 if (!grp)
2263                         return;
2264
2265                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2266                 grp->active_nodes = 1;
2267                 grp->max_faults_cpu = 0;
2268                 spin_lock_init(&grp->lock);
2269                 grp->gid = p->pid;
2270                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2271                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2272                                                 nr_node_ids;
2273
2274                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2275                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2276
2277                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2278
2279                 grp->nr_tasks++;
2280                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2281         }
2282
2283         rcu_read_lock();
2284         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2285
2286         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2287                 goto no_join;
2288
2289         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2290         if (!grp)
2291                 goto no_join;
2292
2293         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2294         if (grp == my_grp)
2295                 goto no_join;
2296
2297         /*
2298          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2299          * the other task will join us.
2300          */
2301         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2302                 goto no_join;
2303
2304         /*
2305          * Tie-break on the grp address.
2306          */
2307         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2308                 goto no_join;
2309
2310         /* Always join threads in the same process. */
2311         if (tsk->mm == current->mm)
2312                 join = true;
2313
2314         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2315         if (flags & TNF_SHARED)
2316                 join = true;
2317
2318         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2319         *priv = !join;
2320
2321         if (join && !get_numa_group(grp))
2322                 goto no_join;
2323
2324         rcu_read_unlock();
2325
2326         if (!join)
2327                 return;
2328
2329         BUG_ON(irqs_disabled());
2330         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2331
2332         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2333                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2334                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2335         }
2336         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2337         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2338
2339         my_grp->nr_tasks--;
2340         grp->nr_tasks++;
2341
2342         spin_unlock(&my_grp->lock);
2343         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2344
2345         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2346
2347         put_numa_group(my_grp);
2348         return;
2349
2350 no_join:
2351         rcu_read_unlock();
2352         return;
2353 }
2354
2355 /*
2356  * Get rid of NUMA staticstics associated with a task (either current or dead).
2357  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2358  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2359  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2360  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2361  */
2362 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2363 {
2364         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2365         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2366         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2367         unsigned long flags;
2368         int i;
2369
2370         if (!numa_faults)
2371                 return;
2372
2373         if (grp) {
2374                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2375                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2376                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2377                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2378
2379                 grp->nr_tasks--;
2380                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2381                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2382                 put_numa_group(grp);
2383         }
2384
2385         if (final) {
2386                 p->numa_faults = NULL;
2387                 kfree(numa_faults);
2388         } else {
2389                 p->total_numa_faults = 0;
2390                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2391                         numa_faults[i] = 0;
2392         }
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2397  */
2398 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2399 {
2400         struct task_struct *p = current;
2401         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2402         int cpu_node = task_node(current);
2403         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2404         struct numa_group *ng;
2405         int priv;
2406
2407         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2408                 return;
2409
2410         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2411         if (!p->mm)
2412                 return;
2413
2414         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2415         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2416                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2417                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2418
2419                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2420                 if (!p->numa_faults)
2421                         return;
2422
2423                 p->total_numa_faults = 0;
2424                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2425         }
2426
2427         /*
2428          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2429          * to be private if the accessing pid has not changed
2430          */
2431         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2432                 priv = 1;
2433         } else {
2434                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2435                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2436                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2437         }
2438
2439         /*
2440          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2441          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2442          * actively using should be counted as local. This allows the
2443          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2444          */
2445         ng = deref_curr_numa_group(p);
2446         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2447                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2448                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2449                 local = 1;
2450
2451         /*
2452          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2453          * previously failed, or the scheduler moved us.
2454          */
2455         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2456                 task_numa_placement(p);
2457                 numa_migrate_preferred(p);
2458         }
2459
2460         if (migrated)
2461                 p->numa_pages_migrated += pages;
2462         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2463                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2464
2465         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2466         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2467         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2468 }
2469
2470 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2471 {
2472         /*
2473          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2474          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2475          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2476          * much of an issue though, since this is just used for
2477          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2478          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2479          */
2480         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2481         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2482 }
2483
2484 /*
2485  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2486  * Triggered from task_tick_numa().
2487  */
2488 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
2489 {
2490         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2491         struct task_struct *p = current;
2492         struct mm_struct *mm = p->mm;
2493         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2494         struct vm_area_struct *vma;
2495         unsigned long start, end;
2496         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2497         long pages, virtpages;
2498
2499         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2500
2501         work->next = work;
2502         /*
2503          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2504          *
2505          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2506          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2507          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2508          * work.
2509          */
2510         if (p->flags & PF_EXITING)
2511                 return;
2512
2513         if (!mm->numa_next_scan) {
2514                 mm->numa_next_scan = now +
2515                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2516         }
2517
2518         /*
2519          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2520          */
2521         migrate = mm->numa_next_scan;
2522         if (time_before(now, migrate))
2523                 return;
2524
2525         if (p->numa_scan_period == 0) {
2526                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2527                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2528         }
2529
2530         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2531         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2532                 return;
2533
2534         /*
2535          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2536          * the next time around.
2537          */
2538         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2539
2540         start = mm->numa_scan_offset;
2541         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2542         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2543         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2544         if (!pages)
2545                 return;
2546
2547
2548         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))
2549                 return;
2550         vma = find_vma(mm, start);
2551         if (!vma) {
2552                 reset_ptenuma_scan(p);
2553                 start = 0;
2554                 vma = mm->mmap;
2555         }
2556         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2557                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2558                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2559                         continue;
2560                 }
2561
2562                 /*
2563                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2564                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2565                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2566                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2567                  */
2568                 if (!vma->vm_mm ||
2569                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2570                         continue;
2571
2572                 /*
2573                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2574                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2575                  */
2576                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2577                         continue;
2578
2579                 do {
2580                         start = max(start, vma->vm_start);
2581                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2582                         end = min(end, vma->vm_end);
2583                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2584
2585                         /*
2586                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2587                          * hpages that have at least one present PTE that
2588                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2589                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2590                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2591                          * areas faster.
2592                          */
2593                         if (nr_pte_updates)
2594                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2595                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2596
2597                         start = end;
2598                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2599                                 goto out;
2600
2601                         cond_resched();
2602                 } while (end != vma->vm_end);
2603         }
2604
2605 out:
2606         /*
2607          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2608          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2609          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2610          * scanner to the start so check it now.
2611          */
2612         if (vma)
2613                 mm->numa_scan_offset = start;
2614         else
2615                 reset_ptenuma_scan(p);
2616         up_read(&mm->mmap_sem);
2617
2618         /*
2619          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2620          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2621          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2622          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2623          */
2624         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2625                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2626                 p->node_stamp += 32 * diff;
2627         }
2628 }
2629
2630 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2631 {
2632         int mm_users = 0;
2633         struct mm_struct *mm = p->mm;
2634
2635         if (mm) {
2636                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
2637                 if (mm_users == 1) {
2638                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2639                         mm->numa_scan_seq = 0;
2640                 }
2641         }
2642         p->node_stamp                   = 0;
2643         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
2644         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2645         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
2646         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
2647         p->numa_faults                  = NULL;
2648         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2649         p->last_task_numa_placement     = 0;
2650         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
2651
2652         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
2653
2654         /* New address space, reset the preferred nid */
2655         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
2656                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
2657                 return;
2658         }
2659
2660         /*
2661          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
2662          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
2663          */
2664         if (mm) {
2665                 unsigned int delay;
2666
2667                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
2668                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
2669                 delay += 2 * TICK_NSEC;
2670                 p->node_stamp = delay;
2671         }
2672 }
2673
2674 /*
2675  * Drive the periodic memory faults..
2676  */
2677 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2678 {
2679         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2680         u64 period, now;
2681
2682         /*
2683          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2684          */
2685         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2686                 return;
2687
2688         /*
2689          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2690          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2691          * task needs to have done some actual work before we bother with
2692          * NUMA placement.
2693          */
2694         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2695         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2696
2697         if (now > curr->node_stamp + period) {
2698                 if (!curr->node_stamp)
2699                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2700                 curr->node_stamp += period;
2701
2702                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
2703                         task_work_add(curr, work, true);
2704         }
2705 }
2706
2707 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2708 {
2709         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2710         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2711
2712         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2713                 return;
2714
2715         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2716                 return;
2717
2718         if (src_nid == dst_nid)
2719                 return;
2720
2721         /*
2722          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2723          * has completed. This is most likely due to a new task that
2724          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2725          */
2726         if (p->numa_scan_seq) {
2727                 /*
2728                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2729                  * node or if the task was not previously running on
2730                  * the preferred node.
2731                  */
2732                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2733                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
2734                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
2735                         return;
2736         }
2737
2738         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2739 }
2740
2741 #else
2742 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2743 {
2744 }
2745
2746 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2747 {
2748 }
2749
2750 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2751 {
2752 }
2753
2754 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2755 {
2756 }
2757
2758 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2759
2760 static void
2761 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2762 {
2763         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2764 #ifdef CONFIG_SMP
2765         if (entity_is_task(se)) {
2766                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2767
2768                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2769                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2770         }
2771 #endif
2772         cfs_rq->nr_running++;
2773 }
2774
2775 static void
2776 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2777 {
2778         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2779 #ifdef CONFIG_SMP
2780         if (entity_is_task(se)) {
2781                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2782                 list_del_init(&se->group_node);
2783         }
2784 #endif
2785         cfs_rq->nr_running--;
2786 }
2787
2788 /*
2789  * Signed add and clamp on underflow.
2790  *
2791  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2792  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2793  * values.
2794  */
2795 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
2796         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2797         typeof(_val) val = (_val);                              \
2798         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2799                                                                 \
2800         res = var + val;                                        \
2801                                                                 \
2802         if (val < 0 && res > var)                               \
2803                 res = 0;                                        \
2804                                                                 \
2805         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2806 } while (0)
2807
2808 /*
2809  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2810  *
2811  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2812  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2813  * values.
2814  */
2815 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2816         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2817         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2818         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2819         res = var - val;                                        \
2820         if (res > var)                                          \
2821                 res = 0;                                        \
2822         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2823 } while (0)
2824
2825 /*
2826  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
2827  *
2828  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
2829  * and is thus optimized for local variable updates.
2830  */
2831 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
2832         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2833         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
2834 } while (0)
2835
2836 #ifdef CONFIG_SMP
2837 static inline void
2838 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2839 {
2840         cfs_rq->runnable_weight += se->runnable_weight;
2841
2842         cfs_rq->avg.runnable_load_avg += se->avg.runnable_load_avg;
2843         cfs_rq->avg.runnable_load_sum += se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum;
2844 }
2845
2846 static inline void
2847 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2848 {
2849         cfs_rq->runnable_weight -= se->runnable_weight;
2850
2851         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, se->avg.runnable_load_avg);
2852         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum,
2853                      se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum);
2854 }
2855
2856 static inline void
2857 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2858 {
2859         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2860         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
2861 }
2862
2863 static inline void
2864 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2865 {
2866         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2867         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
2868 }
2869 #else
2870 static inline void
2871 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2872 static inline void
2873 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2874 static inline void
2875 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2876 static inline void
2877 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2878 #endif
2879
2880 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2881                             unsigned long weight, unsigned long runnable)
2882 {
2883         if (se->on_rq) {
2884                 /* commit outstanding execution time */
2885                 if (cfs_rq->curr == se)
2886                         update_curr(cfs_rq);
2887                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2888                 dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2889         }
2890         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
2891
2892         se->runnable_weight = runnable;
2893         update_load_set(&se->load, weight);
2894
2895 #ifdef CONFIG_SMP
2896         do {
2897                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + se->avg.period_contrib;
2898
2899                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
2900                 se->avg.runnable_load_avg =
2901                         div_u64(se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum, divider);
2902         } while (0);
2903 #endif
2904
2905         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
2906         if (se->on_rq) {
2907                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2908                 enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2909         }
2910 }
2911
2912 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
2913 {
2914         struct sched_entity *se = &p->se;
2915         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2916         struct load_weight *load = &se->load;
2917         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
2918
2919         reweight_entity(cfs_rq, se, weight, weight);
2920         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
2921 }
2922
2923 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2924 #ifdef CONFIG_SMP
2925 /*
2926  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
2927  * global sum we all love to hate.
2928  *
2929  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
2930  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
2931  *
2932  *                     tg->weight * grq->load.weight
2933  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
2934  *                        \Sum grq->load.weight
2935  *
2936  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
2937  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
2938  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
2939  *
2940  * So instead of the above, we substitute:
2941  *
2942  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
2943  *
2944  * which yields the following:
2945  *
2946  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
2947  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
2948  *                              tg->load_avg
2949  *
2950  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
2951  *
2952  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
2953  *
2954  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
2955  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
2956  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
2957  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
2958  * yielding bad latency etc..
2959  *
2960  * Now, in that special case (1) reduces to:
2961  *
2962  *                     tg->weight * grq->load.weight
2963  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
2964  *                          grp->load.weight
2965  *
2966  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
2967  *
2968  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
2969  * UP case, like:
2970  *
2971  *   ge->load.weight =
2972  *
2973  *              tg->weight * grq->load.weight
2974  *     ---------------------------------------------------         (5)
2975  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
2976  *
2977  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
2978  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
2979  *
2980  *
2981  *                     tg->weight * grq->load.weight
2982  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
2983  *                              tg_load_avg'
2984  *
2985  * Where:
2986  *
2987  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
2988  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
2989  *
2990  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
2991  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
2992  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
2993  *
2994  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
2995  *
2996  * hence icky!
2997  */
2998 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2999 {
3000         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3001         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3002
3003         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3004
3005         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3006
3007         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3008
3009         /* Ensure tg_weight >= load */
3010         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3011         tg_weight += load;
3012
3013         shares = (tg_shares * load);
3014         if (tg_weight)
3015                 shares /= tg_weight;
3016
3017         /*
3018          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3019          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3020          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3021          * the group on a CPU.
3022          *
3023          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3024          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3025          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3026          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3027          * instead of 0.
3028          */
3029         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3030 }
3031
3032 /*
3033  * This calculates the effective runnable weight for a group entity based on
3034  * the group entity weight calculated above.
3035  *
3036  * Because of the above approximation (2), our group entity weight is
3037  * an load_avg based ratio (3). This means that it includes blocked load and
3038  * does not represent the runnable weight.
3039  *
3040  * Approximate the group entity's runnable weight per ratio from the group
3041  * runqueue:
3042  *
3043  *                                           grq->avg.runnable_load_avg
3044  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight * -------------------------- (7)
3045  *                                               grq->avg.load_avg
3046  *
3047  * However, analogous to above, since the avg numbers are slow, this leads to
3048  * transients in the from-idle case. Instead we use:
3049  *
3050  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight *
3051  *
3052  *              max(grq->avg.runnable_load_avg, grq->runnable_weight)
3053  *              -----------------------------------------------------   (8)
3054  *                    max(grq->avg.load_avg, grq->load.weight)
3055  *
3056  * Where these max() serve both to use the 'instant' values to fix the slow
3057  * from-idle and avoid the /0 on to-idle, similar to (6).
3058  */
3059 static long calc_group_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, long shares)
3060 {
3061         long runnable, load_avg;
3062
3063         load_avg = max(cfs_rq->avg.load_avg,
3064                        scale_load_down(cfs_rq->load.weight));
3065
3066         runnable = max(cfs_rq->avg.runnable_load_avg,
3067                        scale_load_down(cfs_rq->runnable_weight));
3068
3069         runnable *= shares;
3070         if (load_avg)
3071                 runnable /= load_avg;
3072
3073         return clamp_t(long, runnable, MIN_SHARES, shares);
3074 }
3075 #endif /* CONFIG_SMP */
3076
3077 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3078
3079 /*
3080  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3081  * runqueue.
3082  */
3083 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3084 {
3085         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3086         long shares, runnable;
3087
3088         if (!gcfs_rq)
3089                 return;
3090
3091         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3092                 return;
3093
3094 #ifndef CONFIG_SMP
3095         runnable = shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3096
3097         if (likely(se->load.weight == shares))
3098                 return;
3099 #else
3100         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3101         runnable = calc_group_runnable(gcfs_rq, shares);
3102 #endif
3103
3104         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares, runnable);
3105 }
3106
3107 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3108 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3109 {
3110 }
3111 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3112
3113 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3114 {
3115         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3116
3117         if (&rq->cfs == cfs_rq) {
3118                 /*
3119                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3120                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3121                  * a real problem.
3122                  *
3123                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3124                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3125                  * number include things like RT tasks.
3126                  *
3127                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3128                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3129                  *
3130                  * See cpu_util().
3131                  */
3132                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3133         }
3134 }
3135
3136 #ifdef CONFIG_SMP
3137 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3138 /**
3139  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3140  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3141  * @force: update regardless of how small the difference
3142  *
3143  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3144  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3145  * considerations.
3146  *
3147  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3148  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3149  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3150  *
3151  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3152  */
3153 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
3154 {
3155         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3156
3157         /*
3158          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3159          */
3160         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3161                 return;
3162
3163         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3164                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3165                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3166         }
3167 }
3168
3169 /*
3170  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3171  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3172  * including the state of rq->lock, should be made.
3173  */
3174 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3175                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3176 {
3177         u64 p_last_update_time;
3178         u64 n_last_update_time;
3179
3180         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3181                 return;
3182
3183         /*
3184          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3185          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3186          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3187          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3188          * the wakee more load sounds not bad.
3189          */
3190         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3191                 return;
3192
3193 #ifndef CONFIG_64BIT
3194         {
3195                 u64 p_last_update_time_copy;
3196                 u64 n_last_update_time_copy;
3197
3198                 do {
3199                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3200                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3201
3202                         smp_rmb();
3203
3204                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3205                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3206
3207                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3208                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3209         }
3210 #else
3211         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3212         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3213 #endif
3214         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3215         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3216 }
3217
3218
3219 /*
3220  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3221  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3222  * that for each group:
3223  *
3224  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3225  *
3226  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3227  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3228  *
3229  * Per the above update_tg_cfs_util() is trivial and simply copies the running
3230  * sum over (but still wrong, because the group entity and group rq do not have
3231  * their PELT windows aligned).
3232  *
3233  * However, update_tg_cfs_runnable() is more complex. So we have:
3234  *
3235  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3236  *
3237  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3238  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3239  *
3240  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3241  *
3242  * And per (1) we have:
3243  *
3244  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3245  *
3246  * Which gives:
3247  *
3248  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3249  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3250  *                               grq->load.weight
3251  *
3252  * Except that is wrong!
3253  *
3254  * Because while for entities historical weight is not important and we
3255  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3256  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3257  *
3258  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3259  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3260  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3261  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3262  *
3263  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3264  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3265  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3266  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3267  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3268  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3269  *
3270  * So we'll have to approximate.. :/
3271  *
3272  * Given the constraint:
3273  *
3274  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3275  *
3276  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3277  * overlap.
3278  *
3279  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3280  *
3281  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3282  *
3283  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3284  *
3285  */
3286
3287 static inline void
3288 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3289 {
3290         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3291
3292         /* Nothing to update */
3293         if (!delta)
3294                 return;
3295
3296         /*
3297          * The relation between sum and avg is:
3298          *
3299          *   LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib
3300          *
3301          * however, the PELT windows are not aligned between grq and gse.
3302          */
3303
3304         /* Set new sched_entity's utilization */
3305         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3306         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3307
3308         /* Update parent cfs_rq utilization */
3309         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3310         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3311 }
3312
3313 static inline void
3314 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3315 {
3316         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3317         unsigned long runnable_load_avg, load_avg;
3318         u64 runnable_load_sum, load_sum = 0;
3319         s64 delta_sum;
3320
3321         if (!runnable_sum)
3322                 return;
3323
3324         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3325
3326         if (runnable_sum >= 0) {
3327                 /*
3328                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3329                  * the CPU is saturated running == runnable.
3330                  */
3331                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3332                 runnable_sum = min(runnable_sum, (long)LOAD_AVG_MAX);
3333         } else {
3334                 /*
3335                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3336                  * assuming all tasks are equally runnable.
3337                  */
3338                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3339                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3340                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3341                 }
3342
3343                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3344                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3345         }
3346
3347         /*
3348          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3349          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3350          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3351          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3352          */
3353         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3354         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3355
3356         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3357         load_avg = div_s64(load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3358
3359         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3360         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3361
3362         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3363         se->avg.load_avg = load_avg;
3364         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3365         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3366
3367         runnable_load_sum = (s64)se_runnable(se) * runnable_sum;
3368         runnable_load_avg = div_s64(runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3369
3370         if (se->on_rq) {
3371                 delta_sum = runnable_load_sum -
3372                                 se_weight(se) * se->avg.runnable_load_sum;
3373                 delta_avg = runnable_load_avg - se->avg.runnable_load_avg;
3374                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, delta_avg);
3375                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum, delta_sum);
3376         }
3377
3378         se->avg.runnable_load_sum = runnable_sum;
3379         se->avg.runnable_load_avg = runnable_load_avg;
3380 }
3381
3382 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3383 {
3384         cfs_rq->propagate = 1;
3385         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3386 }
3387
3388 /* Update task and its cfs_rq load average */
3389 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3390 {
3391         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3392
3393         if (entity_is_task(se))
3394                 return 0;
3395
3396         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3397         if (!gcfs_rq->propagate)
3398                 return 0;
3399
3400         gcfs_rq->propagate = 0;
3401
3402         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3403
3404         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3405
3406         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3407         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3408
3409         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3410         trace_pelt_se_tp(se);
3411
3412         return 1;
3413 }
3414
3415 /*
3416  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3417  * group_entity:
3418  */
3419 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3420 {
3421         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3422
3423         /*
3424          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3425          * decay it:
3426          */
3427         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3428                 return false;
3429
3430         /*
3431          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3432          * the utilization of the sched_entity:
3433          */
3434         if (gcfs_rq->propagate)
3435                 return false;
3436
3437         /*
3438          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3439          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3440          * waste of time to try to decay it:
3441          */
3442         return true;
3443 }
3444
3445 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3446
3447 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
3448
3449 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3450 {
3451         return 0;
3452 }
3453
3454 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3455
3456 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3457
3458 /**
3459  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3460  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3461  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3462  *
3463  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3464  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3465  * post_init_entity_util_avg().
3466  *
3467  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3468  *
3469  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3470  *
3471  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3472  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3473  */
3474 static inline int
3475 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3476 {
3477         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable_sum = 0;
3478         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3479         int decayed = 0;
3480
3481         if (cfs_rq->removed.nr) {
3482                 unsigned long r;
3483                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib;
3484
3485                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3486                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3487                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3488                 swap(cfs_rq->removed.runnable_sum, removed_runnable_sum);
3489                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3490                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3491
3492                 r = removed_load;
3493                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3494                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3495
3496                 r = removed_util;
3497                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3498                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3499
3500                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -(long)removed_runnable_sum);
3501
3502                 decayed = 1;
3503         }
3504
3505         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3506
3507 #ifndef CONFIG_64BIT
3508         smp_wmb();
3509         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3510 #endif
3511
3512         return decayed;
3513 }
3514
3515 /**
3516  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3517  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3518  * @se: sched_entity to attach
3519  *
3520  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3521  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3522  */
3523 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3524 {
3525         u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + cfs_rq->avg.period_contrib;
3526
3527         /*
3528          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3529          * window because without that, really weird and wonderful things can
3530          * happen.
3531          *
3532          * XXX illustrate
3533          */
3534         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3535         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3536
3537         /*
3538          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3539          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3540          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3541          * _sum a little.
3542          */
3543         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3544
3545         se->avg.load_sum = divider;
3546         if (se_weight(se)) {
3547                 se->avg.load_sum =
3548                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3549         }
3550
3551         se->avg.runnable_load_sum = se->avg.load_sum;
3552
3553         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3554         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3555         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3556
3557         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3558
3559         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3560
3561         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3562 }
3563
3564 /**
3565  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3566  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3567  * @se: sched_entity to detach
3568  *
3569  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3570  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3571  */
3572 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3573 {
3574         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3575         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3576         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3577
3578         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3579
3580         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3581
3582         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3583 }
3584
3585 /*
3586  * Optional action to be done while updating the load average
3587  */
3588 #define UPDATE_TG       0x1
3589 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3590 #define DO_ATTACH       0x4
3591
3592 /* Update task and its cfs_rq load average */
3593 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3594 {
3595         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
3596         int decayed;
3597
3598         /*
3599          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3600          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3601          */
3602         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3603                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
3604
3605         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3606         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3607
3608         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3609
3610                 /*
3611                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3612                  * !last_update_time means we've passed through
3613                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3614                  *
3615                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3616                  */
3617                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3618                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3619
3620         } else if (decayed) {
3621                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3622
3623                 if (flags & UPDATE_TG)
3624                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3625         }
3626 }
3627
3628 #ifndef CONFIG_64BIT
3629 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3630 {
3631         u64 last_update_time_copy;
3632         u64 last_update_time;
3633
3634         do {
3635                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3636                 smp_rmb();
3637                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3638         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3639
3640         return last_update_time;
3641 }
3642 #else
3643 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3644 {
3645         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3646 }
3647 #endif
3648
3649 /*
3650  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3651  * the previous rq.
3652  */
3653 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3654 {
3655         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3656         u64 last_update_time;
3657
3658         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3659         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
3660 }
3661
3662 /*
3663  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3664  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3665  */
3666 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3667 {
3668         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3669         unsigned long flags;
3670
3671         /*
3672          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3673          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3674          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3675          */
3676
3677         sync_entity_load_avg(se);
3678
3679         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3680         ++cfs_rq->removed.nr;
3681         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3682         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3683         cfs_rq->removed.runnable_sum    += se->avg.load_sum; /* == runnable_sum */
3684         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3685 }
3686
3687 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3688 {
3689         return cfs_rq->avg.runnable_load_avg;
3690 }
3691
3692 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3693 {
3694         return cfs_rq->avg.load_avg;
3695 }
3696
3697 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3698 {
3699         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3700 }
3701
3702 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3703 {
3704         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3705
3706         return (max(ue.ewma, ue.enqueued) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3707 }
3708
3709 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3710 {
3711         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3712 }
3713
3714 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
3715 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3716 {
3717         return clamp(task_util_est(p),
3718                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN),
3719                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
3720 }
3721 #else
3722 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3723 {
3724         return task_util_est(p);
3725 }
3726 #endif
3727
3728 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3729                                     struct task_struct *p)
3730 {
3731         unsigned int enqueued;
3732
3733         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3734                 return;
3735
3736         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3737         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3738         enqueued += _task_util_est(p);
3739         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3740 }
3741
3742 /*
3743  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3744  * based on the observation that:
3745  *
3746  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3747  *
3748  * NOTE: this only works when value + maring < INT_MAX.
3749  */
3750 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3751 {
3752         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3753 }
3754
3755 static void
3756 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p, bool task_sleep)
3757 {
3758         long last_ewma_diff;
3759         struct util_est ue;
3760         int cpu;
3761
3762         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3763                 return;
3764
3765         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3766         ue.enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3767         ue.enqueued -= min_t(unsigned int, ue.enqueued, _task_util_est(p));
3768         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, ue.enqueued);
3769
3770         /*
3771          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3772          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3773          */
3774         if (!task_sleep)
3775                 return;
3776
3777         /*
3778          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3779          * skip the util_est update.
3780          */
3781         ue = p->se.avg.util_est;
3782         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3783                 return;
3784
3785         /*
3786          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
3787          * to smooth utilization decreases.
3788          */
3789         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3790         if (sched_feat(UTIL_EST_FASTUP)) {
3791                 if (ue.ewma < ue.enqueued) {
3792                         ue.ewma = ue.enqueued;
3793                         goto done;
3794                 }
3795         }
3796
3797         /*
3798          * Skip update of task's estimated utilization when its EWMA is
3799          * already ~1% close to its last activation value.
3800          */
3801         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
3802         if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)))
3803                 return;
3804
3805         /*
3806          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
3807          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
3808          */
3809         cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
3810         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu))
3811                 return;
3812
3813         /*
3814          * Update Task's estimated utilization
3815          *
3816          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
3817          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
3818          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
3819          * Weighted Moving Average (EWMA):
3820          *
3821          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
3822          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
3823          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
3824          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
3825          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
3826          *
3827          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
3828          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
3829          */
3830         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3831         ue.ewma  += last_ewma_diff;
3832         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3833 done:
3834         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
3835 }
3836
3837 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
3838 {
3839         return fits_capacity(uclamp_task_util(p), capacity);
3840 }
3841
3842 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
3843 {
3844         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
3845                 return;
3846
3847         if (!p) {
3848                 rq->misfit_task_load = 0;
3849                 return;
3850         }
3851
3852         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
3853                 rq->misfit_task_load = 0;
3854                 return;
3855         }
3856
3857         rq->misfit_task_load = task_h_load(p);
3858 }
3859
3860 #else /* CONFIG_SMP */
3861
3862 #define UPDATE_TG       0x0
3863 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3864 #define DO_ATTACH       0x0
3865
3866 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
3867 {
3868         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3869 }
3870
3871 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3872
3873 static inline void
3874 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3875 static inline void
3876 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3877
3878 static inline int idle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
3879 {
3880         return 0;
3881 }
3882
3883 static inline void
3884 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
3885
3886 static inline void
3887 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
3888                  bool task_sleep) {}
3889 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
3890
3891 #endif /* CONFIG_SMP */
3892
3893 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3894 {
3895 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3896         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3897
3898         if (d < 0)
3899                 d = -d;
3900
3901         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3902                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
3903 #endif
3904 }
3905
3906 static void
3907 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3908 {
3909         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3910
3911         /*
3912          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3913          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3914          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3915          * stays open at the end.
3916          */
3917         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3918                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3919
3920         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3921         if (!initial) {
3922                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3923
3924                 /*
3925                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3926                  * for a gentler effect of sleepers:
3927                  */
3928                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3929                         thresh >>= 1;
3930
3931                 vruntime -= thresh;
3932         }
3933
3934         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3935         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3936 }
3937
3938 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3939
3940 static inline void check_schedstat_required(void)
3941 {
3942 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3943         if (schedstat_enabled())
3944                 return;
3945
3946         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
3947         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
3948                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
3949                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
3950                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
3951                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
3952                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
3953                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
3954                              "kernel parameter schedstats=enable or "
3955                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
3956         }
3957 #endif
3958 }
3959
3960
3961 /*
3962  * MIGRATION
3963  *
3964  *      dequeue
3965  *        update_curr()
3966  *          update_min_vruntime()
3967  *        vruntime -= min_vruntime
3968  *
3969  *      enqueue
3970  *        update_curr()
3971  *          update_min_vruntime()
3972  *        vruntime += min_vruntime
3973  *
3974  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
3975  * min_vruntime are up-to-date.
3976  *
3977  * WAKEUP (remote)
3978  *
3979  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
3980  *        vruntime -= min_vruntime
3981  *
3982  *      enqueue
3983  *        update_curr()
3984  *          update_min_vruntime()
3985  *        vruntime += min_vruntime
3986  *
3987  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
3988  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
3989  */
3990
3991 static void
3992 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3993 {
3994         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
3995         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3996
3997         /*
3998          * If we're the current task, we must renormalise before calling
3999          * update_curr().
4000          */
4001         if (renorm && curr)
4002                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4003
4004         update_curr(cfs_rq);
4005
4006         /*
4007          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
4008          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
4009          * placed in the past could significantly boost this task to the
4010          * fairness detriment of existing tasks.
4011          */
4012         if (renorm && !curr)
4013                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4014
4015         /*
4016          * When enqueuing a sched_entity, we must:
4017          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4018          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
4019          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
4020          *     its group cfs_rq
4021          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
4022          */
4023         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
4024         update_cfs_group(se);
4025         enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
4026         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
4027
4028         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4029                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4030
4031         check_schedstat_required();
4032         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
4033         check_spread(cfs_rq, se);
4034         if (!curr)
4035                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4036         se->on_rq = 1;
4037
4038         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
4039                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4040                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4041         }
4042 }
4043
4044 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4045 {
4046         for_each_sched_entity(se) {
4047                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4048                 if (cfs_rq->last != se)
4049                         break;
4050
4051                 cfs_rq->last = NULL;
4052         }
4053 }
4054
4055 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4056 {
4057         for_each_sched_entity(se) {
4058                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4059                 if (cfs_rq->next != se)
4060                         break;
4061
4062                 cfs_rq->next = NULL;
4063         }
4064 }
4065
4066 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4067 {
4068         for_each_sched_entity(se) {
4069                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4070                 if (cfs_rq->skip != se)
4071                         break;
4072
4073                 cfs_rq->skip = NULL;
4074         }
4075 }
4076
4077 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4078 {
4079         if (cfs_rq->last == se)
4080                 __clear_buddies_last(se);
4081
4082         if (cfs_rq->next == se)
4083                 __clear_buddies_next(se);
4084
4085         if (cfs_rq->skip == se)
4086                 __clear_buddies_skip(se);
4087 }
4088
4089 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4090
4091 static void
4092 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4093 {
4094         /*
4095          * Update run-time statistics of the 'current'.
4096          */
4097         update_curr(cfs_rq);
4098
4099         /*
4100          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4101          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4102          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4103          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4104          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4105          *     of its group cfs_rq.
4106          */
4107         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4108         dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
4109
4110         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
4111
4112         clear_buddies(cfs_rq, se);
4113
4114         if (se != cfs_rq->curr)
4115                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4116         se->on_rq = 0;
4117         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4118
4119         /*
4120          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4121          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4122          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4123          * can move min_vruntime forward still more.
4124          */
4125         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4126                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4127
4128         /* return excess runtime on last dequeue */
4129         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4130
4131         update_cfs_group(se);
4132
4133         /*
4134          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4135          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4136          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4137          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4138          */
4139         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4140                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4141 }
4142
4143 /*
4144  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4145  */
4146 static void
4147 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4148 {
4149         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4150         struct sched_entity *se;
4151         s64 delta;
4152
4153         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4154         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4155         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4156                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4157                 /*
4158                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4159                  * re-elected due to buddy favours.
4160                  */
4161                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4162                 return;
4163         }
4164
4165         /*
4166          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4167          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4168          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4169          */
4170         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4171                 return;
4172
4173         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4174         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4175
4176         if (delta < 0)
4177                 return;
4178
4179         if (delta > ideal_runtime)
4180                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4181 }
4182
4183 static void
4184 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4185 {
4186         /* 'current' is not kept within the tree. */
4187         if (se->on_rq) {
4188                 /*
4189                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4190                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4191                  * runqueue.
4192                  */
4193                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4194                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4195                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4196         }
4197
4198         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4199         cfs_rq->curr = se;
4200
4201         /*
4202          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4203          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4204          * when there are only lesser-weight tasks around):
4205          */
4206         if (schedstat_enabled() &&
4207             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4208                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4209                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4210                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4211         }
4212
4213         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4214 }
4215
4216 static int
4217 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4218
4219 /*
4220  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4221  * 1) keep things fair between processes/task groups
4222  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4223  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4224  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4225  */
4226 static struct sched_entity *
4227 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4228 {
4229         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4230         struct sched_entity *se;
4231
4232         /*
4233          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4234          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4235          */
4236         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4237                 left = curr;
4238
4239         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4240
4241         /*
4242          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4243          * be done without getting too unfair.
4244          */
4245         if (cfs_rq->skip == se) {
4246                 struct sched_entity *second;
4247
4248                 if (se == curr) {
4249                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4250                 } else {
4251                         second = __pick_next_entity(se);
4252                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4253                                 second = curr;
4254                 }
4255
4256                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4257                         se = second;
4258         }
4259
4260         /*
4261          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4262          */
4263         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
4264                 se = cfs_rq->last;
4265
4266         /*
4267          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4268          */
4269         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
4270                 se = cfs_rq->next;
4271
4272         clear_buddies(cfs_rq, se);
4273
4274         return se;
4275 }
4276
4277 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4278
4279 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4280 {
4281         /*
4282          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4283          * was not called and update_curr() has to be done:
4284          */
4285         if (prev->on_rq)
4286                 update_curr(cfs_rq);
4287
4288         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4289         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4290
4291         check_spread(cfs_rq, prev);
4292
4293         if (prev->on_rq) {
4294                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4295                 /* Put 'current' back into the tree. */
4296                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4297                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4298                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4299         }
4300         cfs_rq->curr = NULL;
4301 }
4302
4303 static void
4304 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4305 {
4306         /*
4307          * Update run-time statistics of the 'current'.
4308          */
4309         update_curr(cfs_rq);
4310
4311         /*
4312          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4313          */
4314         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4315         update_cfs_group(curr);
4316
4317 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4318         /*
4319          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4320          * validating it and just reschedule.
4321          */
4322         if (queued) {
4323                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4324                 return;
4325         }
4326         /*
4327          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4328          */
4329         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4330                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4331                 return;
4332 #endif
4333
4334         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4335                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4336 }
4337
4338
4339 /**************************************************
4340  * CFS bandwidth control machinery
4341  */
4342
4343 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4344
4345 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4346 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4347
4348 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4349 {
4350         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4351 }
4352
4353 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4354 {
4355         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4356 }
4357
4358 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4359 {
4360         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4361 }
4362 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4363 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4364 {
4365         return true;
4366 }
4367
4368 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4369 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4370 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4371
4372 /*
4373  * default period for cfs group bandwidth.
4374  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4375  */
4376 static inline u64 default_cfs_period(void)
4377 {
4378         return 100000000ULL;
4379 }
4380
4381 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4382 {
4383         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4384 }
4385
4386 /*
4387  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
4388  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
4389  * around rq->lock.
4390  *
4391  * requires cfs_b->lock
4392  */
4393 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4394 {
4395         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF)
4396                 cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4397 }
4398
4399 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4400 {
4401         return &tg->cfs_bandwidth;
4402 }
4403
4404 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4405 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4406 {
4407         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
4408         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
4409         u64 amount = 0, min_amount;
4410
4411         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4412         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
4413
4414         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4415         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4416                 amount = min_amount;
4417         else {
4418                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4419
4420                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4421                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4422                         cfs_b->runtime -= amount;
4423                         cfs_b->idle = 0;
4424                 }
4425         }
4426         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4427
4428         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4429
4430         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4431 }
4432
4433 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4434 {
4435         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4436         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4437
4438         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4439                 return;
4440
4441         if (cfs_rq->throttled)
4442                 return;
4443         /*
4444          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4445          * hierarchy can be throttled
4446          */
4447         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4448                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4449 }
4450
4451 static __always_inline
4452 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4453 {
4454         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4455                 return;
4456
4457         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4458 }
4459
4460 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4461 {
4462         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4463 }
4464
4465 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4466 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4467 {
4468         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4469 }
4470
4471 /*
4472  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4473  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4474  * load-balance operations.
4475  */
4476 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4477                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4478 {
4479         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4480
4481         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4482         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4483
4484         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4485                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4486 }
4487
4488 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4489 {
4490         struct rq *rq = data;
4491         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4492
4493         cfs_rq->throttle_count--;
4494         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4495                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4496                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4497
4498                 /* Add cfs_rq with already running entity in the list */
4499                 if (cfs_rq->nr_running >= 1)
4500                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4501         }
4502
4503         return 0;
4504 }
4505
4506 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4507 {
4508         struct rq *rq = data;
4509         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4510
4511         /* group is entering throttled state, stop time */
4512         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4513                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4514                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4515         }
4516         cfs_rq->throttle_count++;
4517
4518         return 0;
4519 }
4520
4521 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4522 {
4523         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4524         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4525         struct sched_entity *se;
4526         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4527         bool empty;
4528
4529         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4530
4531         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4532         rcu_read_lock();
4533         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4534         rcu_read_unlock();
4535
4536         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4537         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4538         for_each_sched_entity(se) {
4539                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4540                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4541                 if (!se->on_rq)
4542                         break;
4543
4544                 if (dequeue)
4545                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4546                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4547                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4548
4549                 if (qcfs_rq->load.weight)
4550                         dequeue = 0;
4551         }
4552
4553         if (!se)
4554                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4555
4556         cfs_rq->throttled = 1;
4557         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4558         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4559         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4560
4561         /*
4562          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
4563          * distribute_cfs_runtime will not see us. If disribute_cfs_runtime is
4564          * not running add to the tail so that later runqueues don't get starved.
4565          */
4566         if (cfs_b->distribute_running)
4567                 list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4568         else
4569                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4570
4571         /*
4572          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
4573          * timer is running.
4574          */
4575         if (empty)
4576                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4577
4578         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4579 }
4580
4581 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4582 {
4583         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4584         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4585         struct sched_entity *se;
4586         int enqueue = 1;
4587         long task_delta, idle_task_delta;
4588
4589         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4590
4591         cfs_rq->throttled = 0;
4592
4593         update_rq_clock(rq);
4594
4595         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4596         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4597         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4598         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4599
4600         /* update hierarchical throttle state */
4601         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4602
4603         if (!cfs_rq->load.weight)
4604                 return;
4605
4606         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4607         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4608         for_each_sched_entity(se) {
4609                 if (se->on_rq)
4610                         enqueue = 0;
4611
4612                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4613                 if (enqueue)
4614                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4615                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4616                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4617
4618                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4619                         break;
4620         }
4621
4622         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
4623
4624         if (!se)
4625                 add_nr_running(rq, task_delta);
4626
4627         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4628         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4629                 resched_curr(rq);
4630 }
4631
4632 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 remaining)
4633 {
4634         struct cfs_rq *cfs_rq;
4635         u64 runtime;
4636         u64 starting_runtime = remaining;
4637
4638         rcu_read_lock();
4639         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4640                                 throttled_list) {
4641                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4642                 struct rq_flags rf;
4643
4644                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
4645                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4646                         goto next;
4647
4648                 /* By the above check, this should never be true */
4649                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
4650
4651                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4652                 if (runtime > remaining)
4653                         runtime = remaining;
4654                 remaining -= runtime;
4655
4656                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4657
4658                 /* we check whether we're throttled above */
4659                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4660                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4661
4662 next:
4663                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
4664
4665                 if (!remaining)
4666                         break;
4667         }
4668         rcu_read_unlock();
4669
4670         return starting_runtime - remaining;
4671 }
4672
4673 /*
4674  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4675  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4676  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4677  * used to track this state.
4678  */
4679 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
4680 {
4681         u64 runtime;
4682         int throttled;
4683
4684         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4685         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4686                 goto out_deactivate;
4687
4688         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4689         cfs_b->nr_periods += overrun;
4690
4691         /*
4692          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4693          * we're going inactive then everything else can be deferred
4694          */
4695         if (cfs_b->idle && !throttled)
4696                 goto out_deactivate;
4697
4698         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4699
4700         if (!throttled) {
4701                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4702                 cfs_b->idle = 1;
4703                 return 0;
4704         }
4705
4706         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4707         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4708
4709         /*
4710          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4711          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4712          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4713          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4714          * only by limited amounts in that extreme case.
4715          */
4716         while (throttled && cfs_b->runtime > 0 && !cfs_b->distribute_running) {
4717                 runtime = cfs_b->runtime;
4718                 cfs_b->distribute_running = 1;
4719                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4720                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4721                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime);
4722                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4723
4724                 cfs_b->distribute_running = 0;
4725                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4726
4727                 lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4728         }
4729
4730         /*
4731          * While we are ensured activity in the period following an
4732          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4733          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4734          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4735          */
4736         cfs_b->idle = 0;
4737
4738         return 0;
4739
4740 out_deactivate:
4741         return 1;
4742 }
4743
4744 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4745 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4746 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4747 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4748 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4749 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4750
4751 /*
4752  * Are we near the end of the current quota period?
4753  *
4754  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4755  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4756  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4757  */
4758 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4759 {
4760         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4761         u64 remaining;
4762
4763         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4764         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4765                 return 1;
4766
4767         /* is a quota refresh about to occur? */
4768         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4769         if (remaining < min_expire)
4770                 return 1;
4771
4772         return 0;
4773 }
4774
4775 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4776 {
4777         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4778
4779         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4780         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4781                 return;
4782
4783         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
4784         if (cfs_b->slack_started)
4785                 return;
4786         cfs_b->slack_started = true;
4787
4788         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4789                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4790                         HRTIMER_MODE_REL);
4791 }
4792
4793 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4794 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4795 {
4796         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4797         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4798
4799         if (slack_runtime <= 0)
4800                 return;
4801
4802         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4803         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
4804                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4805
4806                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4807                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4808                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4809                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4810         }
4811         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4812
4813         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4814         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4815 }
4816
4817 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4818 {
4819         if (!cfs_bandwidth_used())
4820                 return;
4821
4822         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4823                 return;
4824
4825         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4826 }
4827
4828 /*
4829  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4830  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4831  */
4832 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4833 {
4834         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4835         unsigned long flags;
4836
4837         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4838         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4839         cfs_b->slack_started = false;
4840         if (cfs_b->distribute_running) {
4841                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4842                 return;
4843         }
4844
4845         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4846                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4847                 return;
4848         }
4849
4850         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4851                 runtime = cfs_b->runtime;
4852
4853         if (runtime)
4854                 cfs_b->distribute_running = 1;
4855
4856         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4857
4858         if (!runtime)
4859                 return;
4860
4861         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime);
4862
4863         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4864         lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4865         cfs_b->distribute_running = 0;
4866         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4867 }
4868
4869 /*
4870  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4871  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4872  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4873  */
4874 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4875 {
4876         if (!cfs_bandwidth_used())
4877                 return;
4878
4879         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4880         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4881                 return;
4882
4883         /* ensure the group is not already throttled */
4884         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4885                 return;
4886
4887         /* update runtime allocation */
4888         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4889         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4890                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4891 }
4892
4893 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
4894 {
4895         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
4896
4897         if (!cfs_bandwidth_used())
4898                 return;
4899
4900         if (!tg->parent)
4901                 return;
4902
4903         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4904         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
4905
4906         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4907         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
4908 }
4909
4910 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4911 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4912 {
4913         if (!cfs_bandwidth_used())
4914                 return false;
4915
4916         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4917                 return false;
4918
4919         /*
4920          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4921          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4922          */
4923         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4924                 return true;
4925
4926         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4927         return true;
4928 }
4929
4930 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4931 {
4932         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4933                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4934
4935         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4936
4937         return HRTIMER_NORESTART;
4938 }
4939
4940 extern const u64 max_cfs_quota_period;
4941
4942 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4943 {
4944         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4945                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4946         unsigned long flags;
4947         int overrun;
4948         int idle = 0;
4949         int count = 0;
4950
4951         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4952         for (;;) {
4953                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4954                 if (!overrun)
4955                         break;
4956
4957                 if (++count > 3) {
4958                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
4959
4960                         /*
4961                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
4962                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
4963                          * to fail.
4964                          */
4965                         new = old * 2;
4966                         if (new < max_cfs_quota_period) {
4967                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
4968                                 cfs_b->quota *= 2;
4969
4970                                 pr_warn_ratelimited(
4971         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
4972                                         smp_processor_id(),
4973                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
4974                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
4975                         } else {
4976                                 pr_warn_ratelimited(
4977         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
4978                                         smp_processor_id(),
4979                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
4980                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
4981                         }
4982
4983                         /* reset count so we don't come right back in here */
4984                         count = 0;
4985                 }
4986
4987                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
4988         }
4989         if (idle)
4990                 cfs_b->period_active = 0;
4991         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4992
4993         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4994 }
4995
4996 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4997 {
4998         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4999         cfs_b->runtime = 0;
5000         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
5001         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
5002
5003         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5004         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5005         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
5006         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
5007         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
5008         cfs_b->distribute_running = 0;
5009         cfs_b->slack_started = false;
5010 }
5011
5012 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5013 {
5014         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5015         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5016 }
5017
5018 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5019 {
5020         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5021
5022         if (cfs_b->period_active)
5023                 return;
5024
5025         cfs_b->period_active = 1;
5026         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5027         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5028 }
5029
5030 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5031 {
5032         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5033         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5034                 return;
5035
5036         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5037         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5038 }
5039
5040 /*
5041  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5042  *
5043  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5044  * bits doesn't do much.
5045  */
5046
5047 /* cpu online calback */
5048 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5049 {
5050         struct task_group *tg;
5051
5052         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5053
5054         rcu_read_lock();
5055         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5056                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5057                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5058
5059                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5060                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5061                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5062         }
5063         rcu_read_unlock();
5064 }
5065
5066 /* cpu offline callback */
5067 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5068 {
5069         struct task_group *tg;
5070
5071         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5072
5073         rcu_read_lock();
5074         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5075                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5076
5077                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5078                         continue;
5079
5080                 /*
5081                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5082                  * there's some valid quota amount
5083                  */
5084                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5085                 /*
5086                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5087                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5088                  */
5089                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5090
5091                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5092                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5093         }
5094         rcu_read_unlock();
5095 }
5096
5097 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5098
5099 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5100 {
5101         return false;
5102 }
5103
5104 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5105 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5106 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5107 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5108 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5109
5110 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5111 {
5112         return 0;
5113 }
5114
5115 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5116 {
5117         return 0;
5118 }
5119
5120 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5121                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5122 {
5123         return 0;
5124 }
5125
5126 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5127
5128 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5129 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5130 #endif
5131
5132 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5133 {
5134         return NULL;
5135 }
5136 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5137 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5138 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5139
5140 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5141
5142 /**************************************************
5143  * CFS operations on tasks:
5144  */
5145
5146 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5147 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5148 {
5149         struct sched_entity *se = &p->se;
5150         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5151
5152         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5153
5154         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5155                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5156                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5157                 s64 delta = slice - ran;
5158
5159                 if (delta < 0) {
5160                         if (rq->curr == p)
5161                                 resched_curr(rq);
5162                         return;
5163                 }
5164                 hrtick_start(rq, delta);
5165         }
5166 }
5167
5168 /*
5169  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5170  * current task is from our class and nr_running is low enough
5171  * to matter.
5172  */
5173 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5174 {
5175         struct task_struct *curr = rq->curr;
5176
5177         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5178                 return;
5179
5180         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5181                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5182 }
5183 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5184 static inline void
5185 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5186 {
5187 }
5188
5189 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5190 {
5191 }
5192 #endif
5193
5194 #ifdef CONFIG_SMP
5195 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5196
5197 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5198 {
5199         return !fits_capacity(cpu_util(cpu), capacity_of(cpu));
5200 }
5201
5202 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5203 {
5204         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5205                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5206                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5207         }
5208 }
5209 #else
5210 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5211 #endif
5212
5213 /* Runqueue only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5214 static int sched_idle_rq(struct rq *rq)
5215 {
5216         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5217                         rq->nr_running);
5218 }
5219
5220 #ifdef CONFIG_SMP
5221 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5222 {
5223         return sched_idle_rq(cpu_rq(cpu));
5224 }
5225 #endif
5226
5227 /*
5228  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5229  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5230  * then put the task into the rbtree:
5231  */
5232 static void
5233 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5234 {
5235         struct cfs_rq *cfs_rq;
5236         struct sched_entity *se = &p->se;
5237         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5238
5239         /*
5240          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5241          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5242          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5243          * estimated utilization, before we update schedutil.
5244          */
5245         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5246
5247         /*
5248          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5249          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5250          * passed.
5251          */
5252         if (p->in_iowait)
5253                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5254
5255         for_each_sched_entity(se) {
5256                 if (se->on_rq)
5257                         break;
5258                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5259                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5260
5261                 /*
5262                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5263                  *
5264                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5265                  * post the final h_nr_running increment below.
5266                  */
5267                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5268                         break;
5269                 cfs_rq->h_nr_running++;
5270                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5271
5272                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5273         }
5274
5275         for_each_sched_entity(se) {
5276                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5277                 cfs_rq->h_nr_running++;
5278                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5279
5280                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5281                         break;
5282
5283                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5284                 update_cfs_group(se);
5285         }
5286
5287         if (!se) {
5288                 add_nr_running(rq, 1);
5289                 /*
5290                  * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5291                  * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5292                  * ability to cross the overutilized threshold, which will
5293                  * result in the load balancer ruining all the task placement
5294                  * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5295                  * for the first enqueue operation of new tasks during the
5296                  * overutilized flag detection.
5297                  *
5298                  * A better way of solving this problem would be to wait for
5299                  * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5300                  * into account, but that is not straightforward to implement,
5301                  * and the following generally works well enough in practice.
5302                  */
5303                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
5304                         update_overutilized_status(rq);
5305
5306         }
5307
5308         if (cfs_bandwidth_used()) {
5309                 /*
5310                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5311                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5312                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5313                  * below.
5314                  */
5315                 for_each_sched_entity(se) {
5316                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5317
5318                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5319                                 break;
5320                 }
5321         }
5322
5323         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5324
5325         hrtick_update(rq);
5326 }
5327
5328 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5329
5330 /*
5331  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5332  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5333  * update the fair scheduling stats:
5334  */
5335 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5336 {
5337         struct cfs_rq *cfs_rq;
5338         struct sched_entity *se = &p->se;
5339         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5340         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5341         bool was_sched_idle = sched_idle_rq(rq);
5342
5343         for_each_sched_entity(se) {
5344                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5345                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5346
5347                 /*
5348                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5349                  *
5350                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5351                  * post the final h_nr_running decrement below.
5352                 */
5353                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5354                         break;
5355                 cfs_rq->h_nr_running--;
5356                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5357
5358                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5359                 if (cfs_rq->load.weight) {
5360                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5361                         se = parent_entity(se);
5362                         /*
5363                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5364                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5365                          */
5366                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5367                                 set_next_buddy(se);
5368                         break;
5369                 }
5370                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5371         }
5372
5373         for_each_sched_entity(se) {
5374                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5375                 cfs_rq->h_nr_running--;
5376                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5377
5378                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5379                         break;
5380
5381                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5382                 update_cfs_group(se);
5383         }
5384
5385         if (!se)
5386                 sub_nr_running(rq, 1);
5387
5388         /* balance early to pull high priority tasks */
5389         if (unlikely(!was_sched_idle && sched_idle_rq(rq)))
5390                 rq->next_balance = jiffies;
5391
5392         util_est_dequeue(&rq->cfs, p, task_sleep);
5393         hrtick_update(rq);
5394 }
5395
5396 #ifdef CONFIG_SMP
5397
5398 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5399 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5400 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5401
5402 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5403
5404 static struct {
5405         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5406         atomic_t nr_cpus;
5407         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5408         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5409         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5410 } nohz ____cacheline_aligned;
5411
5412 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5413
5414 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
5415 {
5416         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
5417 }
5418
5419 /*
5420  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
5421  * @cpu: the CPU which load is requested
5422  * @p: the task which load should be discounted
5423  *
5424  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
5425  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
5426  * CPU.
5427  *
5428  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
5429  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
5430  * load.
5431  */
5432 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5433 {
5434         struct cfs_rq *cfs_rq;
5435         unsigned int load;
5436
5437         /* Task has no contribution or is new */
5438         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5439                 return cpu_load(rq);
5440
5441         cfs_rq = &rq->cfs;
5442         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
5443
5444         /* Discount task's util from CPU's util */
5445         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
5446
5447         return load;
5448 }
5449
5450 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5451 {
5452         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5453 }
5454
5455 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5456 {
5457         /*
5458          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5459          * jiffy will not have built up many flips.
5460          */
5461         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5462                 current->wakee_flips >>= 1;
5463                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5464         }
5465
5466         if (current->last_wakee != p) {
5467                 current->last_wakee = p;
5468                 current->wakee_flips++;
5469         }
5470 }
5471
5472 /*
5473  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5474  *
5475  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5476  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5477  *
5478  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5479  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5480  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5481  *
5482  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5483  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5484  *
5485  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5486  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5487  * socket size.
5488  */
5489 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5490 {
5491         unsigned int master = current->wakee_flips;
5492         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5493         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5494
5495         if (master < slave)
5496                 swap(master, slave);
5497         if (slave < factor || master < slave * factor)
5498                 return 0;
5499         return 1;
5500 }
5501
5502 /*
5503  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5504  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5505  * CPU.
5506  *
5507  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5508  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5509  *
5510  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5511  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5512  *                        for the overloaded case.
5513  */
5514 static int
5515 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5516 {
5517         /*
5518          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5519          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5520          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5521          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5522          *
5523          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5524          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5525          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5526          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5527          * on one CPU.
5528          */
5529         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5530                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5531
5532         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5533                 return this_cpu;
5534
5535         return nr_cpumask_bits;
5536 }
5537
5538 static int
5539 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5540                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5541 {
5542         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5543         unsigned long task_load;
5544
5545         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
5546
5547         if (sync) {
5548                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5549
5550                 if (current_load > this_eff_load)
5551                         return this_cpu;
5552
5553                 this_eff_load -= current_load;
5554         }
5555
5556         task_load = task_h_load(p);
5557
5558         this_eff_load += task_load;
5559         if (sched_feat(WA_BIAS))
5560                 this_eff_load *= 100;
5561         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5562
5563         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
5564         prev_eff_load -= task_load;
5565         if (sched_feat(WA_BIAS))
5566                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5567         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5568
5569         /*
5570          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5571          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5572          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5573          * idle.
5574          */
5575         if (sync)
5576                 prev_eff_load += 1;
5577
5578         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5579 }
5580
5581 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5582                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5583 {
5584         int target = nr_cpumask_bits;
5585
5586         if (sched_feat(WA_IDLE))
5587                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5588
5589         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5590                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5591
5592         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5593         if (target == nr_cpumask_bits)
5594                 return prev_cpu;
5595
5596         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5597         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5598         return target;
5599 }
5600
5601 static struct sched_group *
5602 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5603                   int this_cpu, int sd_flag);
5604
5605 /*
5606  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5607  */
5608 static int
5609 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5610 {
5611         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5612         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5613         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5614         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5615         int shallowest_idle_cpu = -1;
5616         int i;
5617
5618         /* Check if we have any choice: */
5619         if (group->group_weight == 1)
5620                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5621
5622         /* Traverse only the allowed CPUs */
5623         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
5624                 if (sched_idle_cpu(i))
5625                         return i;
5626
5627                 if (available_idle_cpu(i)) {
5628                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5629                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5630                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5631                                 /*
5632                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5633                                  * has the smallest exit latency irrespective
5634                                  * of any idle timestamp.
5635                                  */
5636                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5637                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5638                                 shallowest_idle_cpu = i;
5639                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5640                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5641                                 /*
5642                                  * If equal or no active idle state, then
5643                                  * the most recently idled CPU might have
5644                                  * a warmer cache.
5645                                  */
5646                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5647                                 shallowest_idle_cpu = i;
5648                         }
5649                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5650                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
5651                         if (load < min_load) {
5652                                 min_load = load;
5653                                 least_loaded_cpu = i;
5654                         }
5655                 }
5656         }
5657
5658         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5659 }
5660
5661 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5662                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5663 {
5664         int new_cpu = cpu;
5665
5666         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
5667                 return prev_cpu;
5668
5669         /*
5670          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
5671          * prev_cpu's last_update_time.
5672          */
5673         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5674                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5675
5676         while (sd) {
5677                 struct sched_group *group;
5678                 struct sched_domain *tmp;
5679                 int weight;
5680
5681                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5682                         sd = sd->child;
5683                         continue;
5684                 }
5685
5686                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5687                 if (!group) {
5688                         sd = sd->child;
5689                         continue;
5690                 }
5691
5692                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
5693                 if (new_cpu == cpu) {
5694                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
5695                         sd = sd->child;
5696                         continue;
5697                 }
5698
5699                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
5700                 cpu = new_cpu;
5701                 weight = sd->span_weight;
5702                 sd = NULL;
5703                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5704                         if (weight <= tmp->span_weight)
5705                                 break;
5706                         if (tmp->flags & sd_flag)
5707                                 sd = tmp;
5708                 }
5709         }
5710
5711         return new_cpu;
5712 }
5713
5714 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5715 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5716 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
5717
5718 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
5719 {
5720         struct sched_domain_shared *sds;
5721
5722         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5723         if (sds)
5724                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
5725 }
5726
5727 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
5728 {
5729         struct sched_domain_shared *sds;
5730
5731         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5732         if (sds)
5733                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
5734
5735         return def;
5736 }
5737
5738 /*
5739  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
5740  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
5741  *
5742  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
5743  * state should be fairly cheap.
5744  */
5745 void __update_idle_core(struct rq *rq)
5746 {
5747         int core = cpu_of(rq);
5748         int cpu;
5749
5750         rcu_read_lock();
5751         if (test_idle_cores(core, true))
5752                 goto unlock;
5753
5754         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5755                 if (cpu == core)
5756                         continue;
5757
5758                 if (!available_idle_cpu(cpu))
5759                         goto unlock;
5760         }
5761
5762         set_idle_cores(core, 1);
5763 unlock:
5764         rcu_read_unlock();
5765 }
5766
5767 /*
5768  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
5769  * there are no idle cores left in the system; tracked through
5770  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
5771  */
5772 static int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5773 {
5774         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
5775         int core, cpu;
5776
5777         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5778                 return -1;
5779
5780         if (!test_idle_cores(target, false))
5781                 return -1;
5782
5783         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
5784
5785         for_each_cpu_wrap(core, cpus, target) {
5786                 bool idle = true;
5787
5788                 for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5789                         __cpumask_clear_cpu(cpu, cpus);
5790                         if (!available_idle_cpu(cpu))
5791                                 idle = false;
5792                 }
5793
5794                 if (idle)
5795                         return core;
5796         }
5797
5798         /*
5799          * Failed to find an idle core; stop looking for one.
5800          */
5801         set_idle_cores(target, 0);
5802
5803         return -1;
5804 }
5805
5806 /*
5807  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
5808  */
5809 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
5810 {
5811         int cpu;
5812
5813         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5814                 return -1;
5815
5816         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
5817                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
5818                         continue;
5819                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
5820                         return cpu;
5821         }
5822
5823         return -1;
5824 }
5825
5826 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
5827
5828 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5829 {
5830         return -1;
5831 }
5832
5833 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
5834 {
5835         return -1;
5836 }
5837
5838 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
5839
5840 /*
5841  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
5842  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
5843  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
5844  */
5845 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5846 {
5847         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
5848         struct sched_domain *this_sd;
5849         u64 avg_cost, avg_idle;
5850         u64 time, cost;
5851         s64 delta;
5852         int this = smp_processor_id();
5853         int cpu, nr = INT_MAX;
5854
5855         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
5856         if (!this_sd)
5857                 return -1;
5858
5859         /*
5860          * Due to large variance we need a large fuzz factor; hackbench in
5861          * particularly is sensitive here.
5862          */
5863         avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
5864         avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
5865
5866         if (sched_feat(SIS_AVG_CPU) && avg_idle < avg_cost)
5867                 return -1;
5868
5869         if (sched_feat(SIS_PROP)) {
5870                 u64 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
5871                 if (span_avg > 4*avg_cost)
5872                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
5873                 else
5874                         nr = 4;
5875         }
5876
5877         time = cpu_clock(this);
5878
5879         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
5880
5881         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
5882                 if (!--nr)
5883                         return -1;
5884                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
5885                         break;
5886         }
5887
5888         time = cpu_clock(this) - time;
5889         cost = this_sd->avg_scan_cost;
5890         delta = (s64)(time - cost) / 8;
5891         this_sd->avg_scan_cost += delta;
5892
5893         return cpu;
5894 }
5895
5896 /*
5897  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
5898  */
5899 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
5900 {
5901         struct sched_domain *sd;
5902         int i, recent_used_cpu;
5903
5904         if (available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target))
5905                 return target;
5906
5907         /*
5908          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
5909          */
5910         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
5911             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)))
5912                 return prev;
5913
5914         /*
5915          * Allow a per-cpu kthread to stack with the wakee if the
5916          * kworker thread and the tasks previous CPUs are the same.
5917          * The assumption is that the wakee queued work for the
5918          * per-cpu kthread that is now complete and the wakeup is
5919          * essentially a sync wakeup. An obvious example of this
5920          * pattern is IO completions.
5921          */
5922         if (is_per_cpu_kthread(current) &&
5923             prev == smp_processor_id() &&
5924             this_rq()->nr_running <= 1) {
5925                 return prev;
5926         }
5927
5928         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
5929         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
5930         if (recent_used_cpu != prev &&
5931             recent_used_cpu != target &&
5932             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
5933             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
5934             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr)) {
5935                 /*
5936                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
5937                  * candidate for the next wake:
5938                  */
5939                 p->recent_used_cpu = prev;
5940                 return recent_used_cpu;
5941         }
5942
5943         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
5944         if (!sd)
5945                 return target;
5946
5947         i = select_idle_core(p, sd, target);
5948         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
5949                 return i;
5950
5951         i = select_idle_cpu(p, sd, target);
5952         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
5953                 return i;
5954
5955         i = select_idle_smt(p, target);
5956         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
5957                 return i;
5958
5959         return target;
5960 }
5961
5962 /**
5963  * Amount of capacity of a CPU that is (estimated to be) used by CFS tasks
5964  * @cpu: the CPU to get the utilization of
5965  *
5966  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
5967  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
5968  * (ie cpu_capacity).
5969  *
5970  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
5971  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
5972  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
5973  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
5974  * (arch_scale_freq_capacity()).
5975  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
5976  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
5977  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
5978  *
5979  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
5980  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
5981  * currently RUNNABLE on that CPU.
5982  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
5983  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
5984  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
5985  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
5986  *
5987  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
5988  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
5989  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
5990  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
5991  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
5992  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
5993  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
5994  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
5995  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
5996  * migrations (scheduler-driven DVFS).
5997  *
5998  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
5999  */
6000 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6001 {
6002         struct cfs_rq *cfs_rq;
6003         unsigned int util;
6004
6005         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6006         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6007
6008         if (sched_feat(UTIL_EST))
6009                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6010
6011         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6012 }
6013
6014 /*
6015  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6016  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6017  * @p: the task which utilization should be discounted
6018  *
6019  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6020  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6021  * execution on that CPU.
6022  *
6023  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6024  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6025  * contributing to the CPU utilization.
6026  */
6027 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6028 {
6029         struct cfs_rq *cfs_rq;
6030         unsigned int util;
6031
6032         /* Task has no contribution or is new */
6033         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6034                 return cpu_util(cpu);
6035
6036         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6037         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6038
6039         /* Discount task's util from CPU's util */
6040         lsub_positive(&util, task_util(p));
6041
6042         /*
6043          * Covered cases:
6044          *
6045          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6046          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6047          *    and thus we return:
6048          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6049          *
6050          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6051          *    IDLE, then:
6052          *      cpu_util >= task_util
6053          *      cpu_util > util_est (== 0)
6054          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6055          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6056          *
6057          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6058          *      util_est > cpu_util
6059          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6060          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6061          *    considering the expected utilization of tasks already
6062          *    runnable on that CPU.
6063          *
6064          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6065          * covered by the following code when estimated utilization is
6066          * enabled.
6067          */
6068         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6069                 unsigned int estimated =
6070                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6071
6072                 /*
6073                  * Despite the following checks we still have a small window
6074                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6075                  * races with LB's detach_task():
6076                  *
6077                  *   detach_task()
6078                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6079                  *     ---------------------------------- A
6080                  *     deactivate_task()                   \
6081                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6082                  *         util_est_dequeue()              /
6083                  *     ---------------------------------- B
6084                  *
6085                  * The additional check on "current == p" it's required to
6086                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6087                  * reducing the chances for the above race.
6088                  */
6089                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6090                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6091
6092                 util = max(util, estimated);
6093         }
6094
6095         /*
6096          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6097          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6098          * the cpu_util call.
6099          */
6100         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6101 }
6102
6103 /*
6104  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
6105  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
6106  *
6107  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
6108  * BALANCE_WAKE sort things out.
6109  */
6110 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
6111 {
6112         long min_cap, max_cap;
6113
6114         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6115                 return 0;
6116
6117         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
6118         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
6119
6120         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
6121         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
6122                 return 0;
6123
6124         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
6125         sync_entity_load_avg(&p->se);
6126
6127         return !task_fits_capacity(p, min_cap);
6128 }
6129
6130 /*
6131  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6132  * to @dst_cpu.
6133  */
6134 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6135 {
6136         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6137         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6138
6139         /*
6140          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6141          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6142          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6143          * util_avg should already be correct.
6144          */
6145         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6146                 sub_positive(&util, task_util(p));
6147         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6148                 util += task_util(p);
6149
6150         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6151                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6152
6153                 /*
6154                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6155                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6156                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6157                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6158                  */
6159                 if (dst_cpu == cpu)
6160                         util_est += _task_util_est(p);
6161
6162                 util = max(util, util_est);
6163         }
6164
6165         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6166 }
6167
6168 /*
6169  * compute_energy(): Estimates the energy that @pd would consume if @p was
6170  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6171  * landscape of @pd's CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6172  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6173  * task.
6174  */
6175 static long
6176 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6177 {
6178         struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6179         unsigned long cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6180         unsigned long max_util = 0, sum_util = 0;
6181         int cpu;
6182
6183         /*
6184          * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by CPUs
6185          * of another rd if they belong to the same pd. So, account for the
6186          * utilization of these CPUs too by masking pd with cpu_online_mask
6187          * instead of the rd span.
6188          *
6189          * If an entire pd is outside of the current rd, it will not appear in
6190          * its pd list and will not be accounted by compute_energy().
6191          */
6192         for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6193                 unsigned long cpu_util, util_cfs = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6194                 struct task_struct *tsk = cpu == dst_cpu ? p : NULL;
6195
6196                 /*
6197                  * Busy time computation: utilization clamping is not
6198                  * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6199                  * is already enough to scale the EM reported power
6200                  * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6201                  */
6202                 sum_util += schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6203                                                ENERGY_UTIL, NULL);
6204
6205                 /*
6206                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6207                  * must be considered since it affects the selection
6208                  * of the performance domain frequency.
6209                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6210                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6211                  */
6212                 cpu_util = schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6213                                               FREQUENCY_UTIL, tsk);
6214                 max_util = max(max_util, cpu_util);
6215         }
6216
6217         return em_pd_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util);
6218 }
6219
6220 /*
6221  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6222  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6223  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6224  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6225  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6226  *
6227  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6228  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6229  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6230  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6231  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6232  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6233  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6234  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6235  * the best candidates of the performance domain.
6236  *
6237  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6238  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6239  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6240  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6241  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6242  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6243  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6244  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6245  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6246  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6247  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6248  *
6249  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6250  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6251  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6252  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6253  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6254  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6255  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6256  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6257  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6258  */
6259 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6260 {
6261         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6262         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6263         unsigned long cpu_cap, util, base_energy = 0;
6264         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu;
6265         struct sched_domain *sd;
6266         struct perf_domain *pd;
6267
6268         rcu_read_lock();
6269         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6270         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6271                 goto fail;
6272
6273         /*
6274          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6275          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6276          */
6277         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6278         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6279                 sd = sd->parent;
6280         if (!sd)
6281                 goto fail;
6282
6283         sync_entity_load_avg(&p->se);
6284         if (!task_util_est(p))
6285                 goto unlock;
6286
6287         for (; pd; pd = pd->next) {
6288                 unsigned long cur_delta, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6289                 unsigned long base_energy_pd;
6290                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6291
6292                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
6293                 base_energy_pd = compute_energy(p, -1, pd);
6294                 base_energy += base_energy_pd;
6295
6296                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6297                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6298                                 continue;
6299
6300                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6301                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6302                         spare_cap = cpu_cap - util;
6303
6304                         /*
6305                          * Skip CPUs that cannot satisfy the capacity request.
6306                          * IOW, placing the task there would make the CPU
6307                          * overutilized. Take uclamp into account to see how
6308                          * much capacity we can get out of the CPU; this is
6309                          * aligned with schedutil_cpu_util().
6310                          */
6311                         util = uclamp_rq_util_with(cpu_rq(cpu), util, p);
6312                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6313                                 continue;
6314
6315                         /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6316                         if (cpu == prev_cpu) {
6317                                 prev_delta = compute_energy(p, prev_cpu, pd);
6318                                 prev_delta -= base_energy_pd;
6319                                 best_delta = min(best_delta, prev_delta);
6320                         }
6321
6322                         /*
6323                          * Find the CPU with the maximum spare capacity in
6324                          * the performance domain
6325                          */
6326                         if (spare_cap > max_spare_cap) {
6327                                 max_spare_cap = spare_cap;
6328                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6329                         }
6330                 }
6331
6332                 /* Evaluate the energy impact of using this CPU. */
6333                 if (max_spare_cap_cpu >= 0 && max_spare_cap_cpu != prev_cpu) {
6334                         cur_delta = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, pd);
6335                         cur_delta -= base_energy_pd;
6336                         if (cur_delta < best_delta) {
6337                                 best_delta = cur_delta;
6338                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6339                         }
6340                 }
6341         }
6342 unlock:
6343         rcu_read_unlock();
6344
6345         /*
6346          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6347          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6348          */
6349         if (prev_delta == ULONG_MAX)
6350                 return best_energy_cpu;
6351
6352         if ((prev_delta - best_delta) > ((prev_delta + base_energy) >> 4))
6353                 return best_energy_cpu;
6354
6355         return prev_cpu;
6356
6357 fail:
6358         rcu_read_unlock();
6359
6360         return -1;
6361 }
6362
6363 /*
6364  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6365  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6366  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6367  *
6368  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6369  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6370  *
6371  * Returns the target CPU number.
6372  *
6373  * preempt must be disabled.
6374  */
6375 static int
6376 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6377 {
6378         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6379         int cpu = smp_processor_id();
6380         int new_cpu = prev_cpu;
6381         int want_affine = 0;
6382         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6383
6384         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
6385                 record_wakee(p);
6386
6387                 if (sched_energy_enabled()) {
6388                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6389                         if (new_cpu >= 0)
6390                                 return new_cpu;
6391                         new_cpu = prev_cpu;
6392                 }
6393
6394                 want_affine = !wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu) &&
6395                               cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
6396         }
6397
6398         rcu_read_lock();
6399         for_each_domain(cpu, tmp) {
6400                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6401                         break;
6402
6403                 /*
6404                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6405                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6406                  */
6407                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6408                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6409                         if (cpu != prev_cpu)
6410                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6411
6412                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6413                         break;
6414                 }
6415
6416                 if (tmp->flags & sd_flag)
6417                         sd = tmp;
6418                 else if (!want_affine)
6419                         break;
6420         }
6421
6422         if (unlikely(sd)) {
6423                 /* Slow path */
6424                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6425         } else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) { /* XXX always ? */
6426                 /* Fast path */
6427
6428                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6429
6430                 if (want_affine)
6431                         current->recent_used_cpu = cpu;
6432         }
6433         rcu_read_unlock();
6434
6435         return new_cpu;
6436 }
6437
6438 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6439
6440 /*
6441  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6442  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6443  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6444  */
6445 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6446 {
6447         /*
6448          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6449          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6450          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6451          * the task on the new runqueue.
6452          */
6453         if (p->state == TASK_WAKING) {
6454                 struct sched_entity *se = &p->se;
6455                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6456                 u64 min_vruntime;
6457
6458 #ifndef CONFIG_64BIT
6459                 u64 min_vruntime_copy;
6460
6461                 do {
6462                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6463                         smp_rmb();
6464                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6465                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6466 #else
6467                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6468 #endif
6469
6470                 se->vruntime -= min_vruntime;
6471         }
6472
6473         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6474                 /*
6475                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6476                  * rq->lock and can modify state directly.
6477                  */
6478                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6479                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6480
6481         } else {
6482                 /*
6483                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6484                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6485                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6486                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6487                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6488                  * sounds not bad.
6489                  */
6490                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6491         }
6492
6493         /* Tell new CPU we are migrated */
6494         p->se.avg.last_update_time = 0;
6495
6496         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6497         p->se.exec_start = 0;
6498
6499         update_scan_period(p, new_cpu);
6500 }
6501
6502 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6503 {
6504         remove_entity_load_avg(&p->se);
6505 }
6506
6507 static int
6508 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6509 {
6510         if (rq->nr_running)
6511                 return 1;
6512
6513         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
6514 }
6515 #endif /* CONFIG_SMP */
6516
6517 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6518 {
6519         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6520
6521         /*
6522          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6523          * to virtual-time in his units.
6524          *
6525          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6526          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6527          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6528          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6529          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6530          *
6531          * This is especially important for buddies when the leftmost
6532          * task is higher priority than the buddy.
6533          */
6534         return calc_delta_fair(gran, se);
6535 }
6536
6537 /*
6538  * Should 'se' preempt 'curr'.
6539  *
6540  *             |s1
6541  *        |s2
6542  *   |s3
6543  *         g
6544  *      |<--->|c
6545  *
6546  *  w(c, s1) = -1
6547  *  w(c, s2) =  0
6548  *  w(c, s3) =  1
6549  *
6550  */
6551 static int
6552 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6553 {
6554         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6555
6556         if (vdiff <= 0)
6557                 return -1;
6558
6559         gran = wakeup_gran(se);
6560         if (vdiff > gran)
6561                 return 1;
6562
6563         return 0;
6564 }
6565
6566 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6567 {
6568         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6569                 return;
6570
6571         for_each_sched_entity(se) {
6572                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6573                         return;
6574                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6575         }
6576 }
6577
6578 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6579 {
6580         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6581                 return;
6582
6583         for_each_sched_entity(se) {
6584                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6585                         return;
6586                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6587         }
6588 }
6589
6590 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6591 {
6592         for_each_sched_entity(se)
6593                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6594 }
6595
6596 /*
6597  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6598  */
6599 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6600 {
6601         struct task_struct *curr = rq->curr;
6602         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6603         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6604         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6605         int next_buddy_marked = 0;
6606
6607         if (unlikely(se == pse))
6608                 return;
6609
6610         /*
6611          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6612          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6613          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6614          * next-buddy nomination below.
6615          */
6616         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6617                 return;
6618
6619         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6620                 set_next_buddy(pse);
6621                 next_buddy_marked = 1;
6622         }
6623
6624         /*
6625          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6626          * wake up path.
6627          *
6628          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6629          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6630          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6631          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6632          * below.
6633          */
6634         if (test_tsk_need_resched(curr))
6635                 return;
6636
6637         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6638         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
6639             likely(!task_has_idle_policy(p)))
6640                 goto preempt;
6641
6642         /*
6643          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6644          * is driven by the tick):
6645          */
6646         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6647                 return;
6648
6649         find_matching_se(&se, &pse);
6650         update_curr(cfs_rq_of(se));
6651         BUG_ON(!pse);
6652         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6653                 /*
6654                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6655                  * triggering this preemption.
6656                  */
6657                 if (!next_buddy_marked)
6658                         set_next_buddy(pse);
6659                 goto preempt;
6660         }
6661
6662         return;
6663
6664 preempt:
6665         resched_curr(rq);
6666         /*
6667          * Only set the backward buddy when the current task is still
6668          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6669          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6670          * point, either of which can * drop the rq lock.
6671          *
6672          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6673          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6674          */
6675         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6676                 return;
6677
6678         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6679                 set_last_buddy(se);
6680 }
6681
6682 struct task_struct *
6683 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6684 {
6685         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6686         struct sched_entity *se;
6687         struct task_struct *p;
6688         int new_tasks;
6689
6690 again:
6691         if (!sched_fair_runnable(rq))
6692                 goto idle;
6693
6694 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6695         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
6696                 goto simple;
6697
6698         /*
6699          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6700          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6701          *
6702          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6703          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6704          */
6705
6706         do {
6707                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6708
6709                 /*
6710                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6711                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6712                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6713                  * forget we've ever seen it.
6714                  */
6715                 if (curr) {
6716                         if (curr->on_rq)
6717                                 update_curr(cfs_rq);
6718                         else
6719                                 curr = NULL;
6720
6721                         /*
6722                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6723                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6724                          * Therefore the nr_running test will indeed
6725                          * be correct.
6726                          */
6727                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
6728                                 cfs_rq = &rq->cfs;
6729
6730                                 if (!cfs_rq->nr_running)
6731                                         goto idle;
6732
6733                                 goto simple;
6734                         }
6735                 }
6736
6737                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6738                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6739         } while (cfs_rq);
6740
6741         p = task_of(se);
6742
6743         /*
6744          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6745          * is a different task than we started out with, try and touch the
6746          * least amount of cfs_rqs.
6747          */
6748         if (prev != p) {
6749                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6750
6751                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6752                         int se_depth = se->depth;
6753                         int pse_depth = pse->depth;
6754
6755                         if (se_depth <= pse_depth) {
6756                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6757                                 pse = parent_entity(pse);
6758                         }
6759                         if (se_depth >= pse_depth) {
6760                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6761                                 se = parent_entity(se);
6762                         }
6763                 }
6764
6765                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6766                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6767         }
6768
6769         goto done;
6770 simple:
6771 #endif
6772         if (prev)
6773                 put_prev_task(rq, prev);
6774
6775         do {
6776                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6777                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6778                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6779         } while (cfs_rq);
6780
6781         p = task_of(se);
6782
6783 done: __maybe_unused;
6784 #ifdef CONFIG_SMP
6785         /*
6786          * Move the next running task to the front of
6787          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
6788          * one.
6789          */
6790         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
6791 #endif
6792
6793         if (hrtick_enabled(rq))
6794                 hrtick_start_fair(rq, p);
6795
6796         update_misfit_status(p, rq);
6797
6798         return p;
6799
6800 idle:
6801         if (!rf)
6802                 return NULL;
6803
6804         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
6805
6806         /*
6807          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6808          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6809          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6810          */
6811         if (new_tasks < 0)
6812                 return RETRY_TASK;
6813
6814         if (new_tasks > 0)
6815                 goto again;
6816
6817         /*
6818          * rq is about to be idle, check if we need to update the
6819          * lost_idle_time of clock_pelt
6820          */
6821         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
6822
6823         return NULL;
6824 }
6825
6826 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
6827 {
6828         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
6829 }
6830
6831 /*
6832  * Account for a descheduled task:
6833  */
6834 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6835 {
6836         struct sched_entity *se = &prev->se;
6837         struct cfs_rq *cfs_rq;
6838
6839         for_each_sched_entity(se) {
6840                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6841                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6842         }
6843 }
6844
6845 /*
6846  * sched_yield() is very simple
6847  *
6848  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6849  */
6850 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6851 {
6852         struct task_struct *curr = rq->curr;
6853         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6854         struct sched_entity *se = &curr->se;
6855
6856         /*
6857          * Are we the only task in the tree?
6858          */
6859         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6860                 return;
6861
6862         clear_buddies(cfs_rq, se);
6863
6864         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6865                 update_rq_clock(rq);
6866                 /*
6867                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6868                  */
6869                 update_curr(cfs_rq);
6870                 /*
6871                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6872                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6873                  * and double the fastpath cost.
6874                  */
6875                 rq_clock_skip_update(rq);
6876         }
6877
6878         set_skip_buddy(se);
6879 }
6880
6881 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6882 {
6883         struct sched_entity *se = &p->se;
6884
6885         /* throttled hierarchies are not runnable */
6886         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6887                 return false;
6888
6889         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6890         set_next_buddy(se);
6891
6892         yield_task_fair(rq);
6893
6894         return true;
6895 }
6896
6897 #ifdef CONFIG_SMP
6898 /**************************************************
6899  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6900  *
6901  * BASICS
6902  *
6903  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6904  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6905  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6906  *
6907  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6908  *
6909  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
6910  * W_i,0 is defined as:
6911  *
6912  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6913  *
6914  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
6915  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
6916  *
6917  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6918  * weight:
6919  *
6920  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6921  *
6922  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
6923  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6924  * can also include other factors [XXX].
6925  *
6926  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6927  * directly from (1):
6928  *
6929  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6930  *
6931  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6932  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6933  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6934  *
6935  * [XXX expand on:
6936  *     - infeasible weights;
6937  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6938  *
6939  *
6940  * SCHED DOMAINS
6941  *
6942  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6943  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
6944  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6945  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
6946  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6947  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
6948  * the groups.
6949  *
6950  * This yields:
6951  *
6952  *     log_2 n     1     n
6953  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6954  *     i = 0      2^i   2^i
6955  *                               `- size of each group
6956  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
6957  *         |         `- freq
6958  *         `- sum over all levels
6959  *
6960  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6961  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6962  *
6963  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6964  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
6965  *
6966  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6967  *
6968  *             log_2 n
6969  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6970  *             k = 0
6971  *
6972  * And you'll find that:
6973  *
6974  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6975  *
6976  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
6977  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6978  * of:
6979  *
6980  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6981  *
6982  *
6983  * WORK CONSERVING
6984  *
6985  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6986  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
6987  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6988  *
6989  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6990  * time.
6991  *
6992  * [XXX more?]
6993  *
6994  *
6995  * CGROUPS
6996  *
6997  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6998  *
6999  *                                s_k,i
7000  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7001  *                                 S_k
7002  *
7003  * Where
7004  *
7005  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7006  *
7007  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7008  *
7009  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7010  * property.
7011  *
7012  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7013  *      rewrite all of this once again.]
7014  */
7015
7016 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7017
7018 enum fbq_type { regular, remote, all };
7019
7020 /*
7021  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
7022  *
7023  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
7024  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
7025  * group. See update_sd_pick_busiest().
7026  */
7027 enum group_type {
7028         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
7029         group_has_spare = 0,
7030         /*
7031          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
7032          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
7033          */
7034         group_fully_busy,
7035         /*
7036          * SD_ASYM_CPUCAPACITY only: One task doesn't fit with CPU's capacity
7037          * and must be migrated to a more powerful CPU.
7038          */
7039         group_misfit_task,
7040         /*
7041          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
7042          * and the task should be migrated to it instead of running on the
7043          * current CPU.
7044          */
7045         group_asym_packing,
7046         /*
7047          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
7048          * from balancing the load across the system.
7049          */
7050         group_imbalanced,
7051         /*
7052          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
7053          * tasks.
7054          */
7055         group_overloaded
7056 };
7057
7058 enum migration_type {
7059         migrate_load = 0,
7060         migrate_util,
7061         migrate_task,
7062         migrate_misfit
7063 };
7064
7065 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7066 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7067 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7068 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7069 #define LBF_NOHZ_STATS  0x10
7070 #define LBF_NOHZ_AGAIN  0x20
7071
7072 struct lb_env {
7073         struct sched_domain     *sd;
7074
7075         struct rq               *src_rq;
7076         int                     src_cpu;
7077
7078         int                     dst_cpu;
7079         struct rq               *dst_rq;
7080
7081         struct cpumask          *dst_grpmask;
7082         int                     new_dst_cpu;
7083         enum cpu_idle_type      idle;
7084         long                    imbalance;
7085         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7086         struct cpumask          *cpus;
7087
7088         unsigned int            flags;
7089
7090         unsigned int            loop;
7091         unsigned int            loop_break;
7092         unsigned int            loop_max;
7093
7094         enum fbq_type           fbq_type;
7095         enum migration_type     migration_type;
7096         struct list_head        tasks;
7097 };
7098
7099 /*
7100  * Is this task likely cache-hot:
7101  */
7102 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7103 {
7104         s64 delta;
7105
7106         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7107
7108         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7109                 return 0;
7110
7111         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7112                 return 0;
7113
7114         /*
7115          * Buddy candidates are cache hot:
7116          */
7117         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7118                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7119                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7120                 return 1;
7121
7122         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7123                 return 1;
7124         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7125                 return 0;
7126
7127         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7128
7129         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7130 }
7131
7132 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7133 /*
7134  * Returns 1, if task migration degrades locality
7135  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7136  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7137  */
7138 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7139 {
7140         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7141         unsigned long src_weight, dst_weight;
7142         int src_nid, dst_nid, dist;
7143
7144         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7145                 return -1;
7146
7147         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7148                 return -1;
7149
7150         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7151         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7152
7153         if (src_nid == dst_nid)
7154                 return -1;
7155
7156         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7157         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7158                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7159                         return 1;
7160                 else
7161                         return -1;
7162         }
7163
7164         /* Encourage migration to the preferred node. */
7165         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7166                 return 0;
7167
7168         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7169         if (env->idle == CPU_IDLE)
7170                 return -1;
7171
7172         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7173         if (numa_group) {
7174                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7175                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7176         } else {
7177                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7178                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7179         }
7180
7181         return dst_weight < src_weight;
7182 }
7183
7184 #else
7185 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7186                                              struct lb_env *env)
7187 {
7188         return -1;
7189 }
7190 #endif
7191
7192 /*
7193  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7194  */
7195 static
7196 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7197 {
7198         int tsk_cache_hot;
7199
7200         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7201
7202         /*
7203          * We do not migrate tasks that are:
7204          * 1) throttled_lb_pair, or
7205          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7206          * 3) running (obviously), or
7207          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7208          */
7209         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7210                 return 0;
7211
7212         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7213                 int cpu;
7214
7215                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7216
7217                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7218
7219                 /*
7220                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7221                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7222                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7223                  *
7224                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
7225                  * already computed one in current iteration.
7226                  */
7227                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
7228                         return 0;
7229
7230                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7231                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7232                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7233                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7234                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7235                                 break;
7236                         }
7237                 }
7238
7239                 return 0;
7240         }
7241
7242         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7243         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7244
7245         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7246                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7247                 return 0;
7248         }
7249
7250         /*
7251          * Aggressive migration if:
7252          * 1) destination numa is preferred
7253          * 2) task is cache cold, or
7254          * 3) too many balance attempts have failed.
7255          */
7256         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7257         if (tsk_cache_hot == -1)
7258                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7259
7260         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7261             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7262                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7263                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7264                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7265                 }
7266                 return 1;
7267         }
7268
7269         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7270         return 0;
7271 }
7272
7273 /*
7274  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7275  */
7276 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7277 {
7278         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7279
7280         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7281         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7282 }
7283
7284 /*
7285  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7286  * part of active balancing operations within "domain".
7287  *
7288  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7289  */
7290 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7291 {
7292         struct task_struct *p;
7293
7294         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7295
7296         list_for_each_entry_reverse(p,
7297                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7298                 if (!can_migrate_task(p, env))
7299                         continue;
7300
7301                 detach_task(p, env);
7302
7303                 /*
7304                  * Right now, this is only the second place where
7305                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7306                  * so we can safely collect stats here rather than
7307                  * inside detach_tasks().
7308                  */
7309                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7310                 return p;
7311         }
7312         return NULL;
7313 }
7314
7315 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7316
7317 /*
7318  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
7319  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7320  *
7321  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7322  */
7323 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7324 {
7325         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7326         unsigned long util, load;
7327         struct task_struct *p;
7328         int detached = 0;
7329
7330         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7331
7332         if (env->imbalance <= 0)
7333                 return 0;
7334
7335         while (!list_empty(tasks)) {
7336                 /*
7337                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7338                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7339                  */
7340                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7341                         break;
7342
7343                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7344
7345                 env->loop++;
7346                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7347                 if (env->loop > env->loop_max)
7348                         break;
7349
7350                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7351                 if (env->loop > env->loop_break) {
7352                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7353                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7354                         break;
7355                 }
7356
7357                 if (!can_migrate_task(p, env))
7358                         goto next;
7359
7360                 switch (env->migration_type) {
7361                 case migrate_load:
7362                         load = task_h_load(p);
7363
7364                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
7365                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7366                                 goto next;
7367
7368                         /*
7369                          * Make sure that we don't migrate too much load.
7370                          * Nevertheless, let relax the constraint if
7371                          * scheduler fails to find a good waiting task to
7372                          * migrate.
7373                          */
7374                         if (load/2 > env->imbalance &&
7375                             env->sd->nr_balance_failed <= env->sd->cache_nice_tries)
7376                                 goto next;
7377
7378                         env->imbalance -= load;
7379                         break;
7380
7381                 case migrate_util:
7382                         util = task_util_est(p);
7383
7384                         if (util > env->imbalance)
7385                                 goto next;
7386
7387                         env->imbalance -= util;
7388                         break;
7389
7390                 case migrate_task:
7391                         env->imbalance--;
7392                         break;
7393
7394                 case migrate_misfit:
7395                         /* This is not a misfit task */
7396                         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(env->src_cpu)))
7397                                 goto next;
7398
7399                         env->imbalance = 0;
7400                         break;
7401                 }
7402
7403                 detach_task(p, env);
7404                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7405
7406                 detached++;
7407
7408 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
7409                 /*
7410                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7411                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7412                  * the critical section.
7413                  */
7414                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7415                         break;
7416 #endif
7417
7418                 /*
7419                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7420                  * load/util/tasks.
7421                  */
7422                 if (env->imbalance <= 0)
7423                         break;
7424
7425                 continue;
7426 next:
7427                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7428         }
7429
7430         /*
7431          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7432          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7433          * than inside detach_one_task().
7434          */
7435         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7436
7437         return detached;
7438 }
7439
7440 /*
7441  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7442  */
7443 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7444 {
7445         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7446
7447         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7448         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7449         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7450 }
7451
7452 /*
7453  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7454  * its new rq.
7455  */
7456 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7457 {
7458         struct rq_flags rf;
7459
7460         rq_lock(rq, &rf);
7461         update_rq_clock(rq);
7462         attach_task(rq, p);
7463         rq_unlock(rq, &rf);
7464 }
7465
7466 /*
7467  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7468  * new rq.
7469  */
7470 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7471 {
7472         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7473         struct task_struct *p;
7474         struct rq_flags rf;
7475
7476         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7477         update_rq_clock(env->dst_rq);
7478
7479         while (!list_empty(tasks)) {
7480                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7481                 list_del_init(&p->se.group_node);
7482
7483                 attach_task(env->dst_rq, p);
7484         }
7485
7486         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7487 }
7488
7489 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7490 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7491 {
7492         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7493                 return true;
7494
7495         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7496                 return true;
7497
7498         return false;
7499 }
7500
7501 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7502 {
7503         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7504                 return true;
7505
7506         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7507                 return true;
7508
7509 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
7510         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7511                 return true;
7512 #endif
7513
7514         return false;
7515 }
7516
7517 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
7518 {
7519         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7520
7521         if (!has_blocked)
7522                 rq->has_blocked_load = 0;
7523 }
7524 #else
7525 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
7526 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
7527 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
7528 #endif
7529
7530 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
7531 {
7532         const struct sched_class *curr_class;
7533         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
7534         bool decayed;
7535
7536         /*
7537          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
7538          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
7539          */
7540         curr_class = rq->curr->sched_class;
7541
7542         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
7543                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
7544                   update_irq_load_avg(rq, 0);
7545
7546         if (others_have_blocked(rq))
7547                 *done = false;
7548
7549         return decayed;
7550 }
7551
7552 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7553
7554 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
7555 {
7556         if (cfs_rq->load.weight)
7557                 return false;
7558
7559         if (cfs_rq->avg.load_sum)
7560                 return false;
7561
7562         if (cfs_rq->avg.util_sum)
7563                 return false;
7564
7565         if (cfs_rq->avg.runnable_load_sum)
7566                 return false;
7567
7568         return true;
7569 }
7570
7571 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
7572 {
7573         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
7574         bool decayed = false;
7575         int cpu = cpu_of(rq);
7576
7577         /*
7578          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7579          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7580          */
7581         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
7582                 struct sched_entity *se;
7583
7584                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
7585                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7586
7587                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
7588                                 decayed = true;
7589                 }
7590
7591                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
7592                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
7593                 if (se && !skip_blocked_update(se))
7594                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, 0);
7595
7596                 /*
7597                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
7598                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
7599                  */
7600                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
7601                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
7602
7603                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7604                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7605                         *done = false;
7606         }
7607
7608         return decayed;
7609 }
7610
7611 /*
7612  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7613  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7614  * group is a fraction of its parents load.
7615  */
7616 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7617 {
7618         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7619         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7620         unsigned long now = jiffies;
7621         unsigned long load;
7622
7623         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7624                 return;
7625
7626         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
7627         for_each_sched_entity(se) {
7628                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7629                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
7630                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7631                         break;
7632         }
7633
7634         if (!se) {
7635                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7636                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7637         }
7638
7639         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
7640                 load = cfs_rq->h_load;
7641                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7642                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7643                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7644                 cfs_rq->h_load = load;
7645                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7646         }
7647 }
7648
7649 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7650 {
7651         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7652
7653         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7654         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7655                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7656 }
7657 #else
7658 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
7659 {
7660         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7661         bool decayed;
7662
7663         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
7664         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7665                 *done = false;
7666
7667         return decayed;
7668 }
7669
7670 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7671 {
7672         return p->se.avg.load_avg;
7673 }
7674 #endif
7675
7676 static void update_blocked_averages(int cpu)
7677 {
7678         bool decayed = false, done = true;
7679         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7680         struct rq_flags rf;
7681
7682         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7683         update_rq_clock(rq);
7684
7685         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
7686         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
7687
7688         update_blocked_load_status(rq, !done);
7689         if (decayed)
7690                 cpufreq_update_util(rq, 0);
7691         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7692 }
7693
7694 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7695
7696 /*
7697  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7698  */
7699 struct sg_lb_stats {
7700         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7701         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7702         unsigned long group_capacity;
7703         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7704         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
7705         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
7706         unsigned int idle_cpus;
7707         unsigned int group_weight;
7708         enum group_type group_type;
7709         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
7710         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
7711 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7712         unsigned int nr_numa_running;
7713         unsigned int nr_preferred_running;
7714 #endif
7715 };
7716
7717 /*
7718  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7719  *               during load balancing.
7720  */
7721 struct sd_lb_stats {
7722         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7723         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7724         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7725         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7726         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7727         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
7728
7729         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7730         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7731 };
7732
7733 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7734 {
7735         /*
7736          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7737          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7738          * We must however set busiest_stat::group_type and
7739          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
7740          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
7741          */
7742         *sds = (struct sd_lb_stats){
7743                 .busiest = NULL,
7744                 .local = NULL,
7745                 .total_load = 0UL,
7746                 .total_capacity = 0UL,
7747                 .busiest_stat = {
7748                         .idle_cpus = UINT_MAX,
7749                         .group_type = group_has_spare,
7750                 },
7751         };
7752 }
7753
7754 static unsigned long scale_rt_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7755 {
7756         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7757         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7758         unsigned long used, free;
7759         unsigned long irq;
7760
7761         irq = cpu_util_irq(rq);
7762
7763         if (unlikely(irq >= max))
7764                 return 1;
7765
7766         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
7767         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
7768
7769         if (unlikely(used >= max))
7770                 return 1;
7771
7772         free = max - used;
7773
7774         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
7775 }
7776
7777 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7778 {
7779         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(sd, cpu);
7780         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7781
7782         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7783
7784         if (!capacity)
7785                 capacity = 1;
7786
7787         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7788         sdg->sgc->capacity = capacity;
7789         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7790         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7791 }
7792
7793 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7794 {
7795         struct sched_domain *child = sd->child;
7796         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7797         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
7798         unsigned long interval;
7799
7800         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7801         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7802         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7803
7804         if (!child) {
7805                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7806                 return;
7807         }
7808
7809         capacity = 0;
7810         min_capacity = ULONG_MAX;
7811         max_capacity = 0;
7812
7813         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7814                 /*
7815                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7816                  * span the current group.
7817                  */
7818
7819                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
7820                         unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
7821
7822                         capacity += cpu_cap;
7823                         min_capacity = min(cpu_cap, min_capacity);
7824                         max_capacity = max(cpu_cap, max_capacity);
7825                 }
7826         } else  {
7827                 /*
7828                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7829                  * span the current group.
7830                  */
7831
7832                 group = child->groups;
7833                 do {
7834                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7835
7836                         capacity += sgc->capacity;
7837                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7838                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7839                         group = group->next;
7840                 } while (group != child->groups);
7841         }
7842
7843         sdg->sgc->capacity = capacity;
7844         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
7845         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7846 }
7847
7848 /*
7849  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7850  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7851  * Return true is the capacity is reduced
7852  */
7853 static inline int
7854 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7855 {
7856         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7857                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7858 }
7859
7860 /*
7861  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
7862  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
7863  * the task's current CPU is heavily pressured.
7864  */
7865 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7866 {
7867         return rq->misfit_task_load &&
7868                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
7869                  check_cpu_capacity(rq, sd));
7870 }
7871
7872 /*
7873  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7874  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
7875  *
7876  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
7877  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
7878  * Something like:
7879  *
7880  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7881  *              *     * * *
7882  *
7883  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7884  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7885  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
7886  *
7887  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7888  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7889  * moving tasks due to affinity constraints.
7890  *
7891  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7892  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7893  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7894  * to create an effective group imbalance.
7895  *
7896  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7897  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7898  * subtle and fragile situation.
7899  */
7900
7901 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7902 {
7903         return group->sgc->imbalance;
7904 }
7905
7906 /*
7907  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7908  * be used by some tasks.
7909  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7910  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7911  * available capacity for CFS tasks.
7912  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7913  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7914  * capacity in meaningful for the load balancer.
7915  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7916  * any benefit for the load balance.
7917  */
7918 static inline bool
7919 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
7920 {
7921         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7922                 return true;
7923
7924         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7925                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
7926                 return true;
7927
7928         return false;
7929 }
7930
7931 /*
7932  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7933  *  handle.
7934  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7935  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7936  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7937  *  false.
7938  */
7939 static inline bool
7940 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
7941 {
7942         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7943                 return false;
7944
7945         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7946                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
7947                 return true;
7948
7949         return false;
7950 }
7951
7952 /*
7953  * group_smaller_min_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7954  * per-CPU capacity than sched_group ref.
7955  */
7956 static inline bool
7957 group_smaller_min_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7958 {
7959         return fits_capacity(sg->sgc->min_capacity, ref->sgc->min_capacity);
7960 }
7961
7962 /*
7963  * group_smaller_max_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7964  * per-CPU capacity_orig than sched_group ref.
7965  */
7966 static inline bool
7967 group_smaller_max_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7968 {
7969         return fits_capacity(sg->sgc->max_capacity, ref->sgc->max_capacity);
7970 }
7971
7972 static inline enum
7973 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
7974                           struct sched_group *group,
7975                           struct sg_lb_stats *sgs)
7976 {
7977         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
7978                 return group_overloaded;
7979
7980         if (sg_imbalanced(group))
7981                 return group_imbalanced;
7982
7983         if (sgs->group_asym_packing)
7984                 return group_asym_packing;
7985
7986         if (sgs->group_misfit_task_load)
7987                 return group_misfit_task;
7988
7989         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
7990                 return group_fully_busy;
7991
7992         return group_has_spare;
7993 }
7994
7995 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq, bool force)
7996 {
7997 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7998         unsigned int cpu = rq->cpu;
7999
8000         if (!rq->has_blocked_load)
8001                 return false;
8002
8003         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
8004                 return false;
8005
8006         if (!force && !time_after(jiffies, rq->last_blocked_load_update_tick))
8007                 return true;
8008
8009         update_blocked_averages(cpu);
8010
8011         return rq->has_blocked_load;
8012 #else
8013         return false;
8014 #endif
8015 }
8016
8017 /**
8018  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8019  * @env: The load balancing environment.
8020  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8021  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8022  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8023  */
8024 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8025                                       struct sched_group *group,
8026                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8027                                       int *sg_status)
8028 {
8029         int i, nr_running, local_group;
8030
8031         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8032
8033         local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(group));
8034
8035         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8036                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8037
8038                 if ((env->flags & LBF_NOHZ_STATS) && update_nohz_stats(rq, false))
8039                         env->flags |= LBF_NOHZ_AGAIN;
8040
8041                 sgs->group_load += cpu_load(rq);
8042                 sgs->group_util += cpu_util(i);
8043                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8044
8045                 nr_running = rq->nr_running;
8046                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8047
8048                 if (nr_running > 1)
8049                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8050
8051                 if (cpu_overutilized(i))
8052                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8053
8054 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8055                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8056                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8057 #endif
8058                 /*
8059                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8060                  */
8061                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
8062                         sgs->idle_cpus++;
8063                         /* Idle cpu can't have misfit task */
8064                         continue;
8065                 }
8066
8067                 if (local_group)
8068                         continue;
8069
8070                 /* Check for a misfit task on the cpu */
8071                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8072                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8073                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8074                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8075                 }
8076         }
8077
8078         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
8079         if (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING &&
8080             env->idle != CPU_NOT_IDLE &&
8081             sgs->sum_h_nr_running &&
8082             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu)) {
8083                 sgs->group_asym_packing = 1;
8084         }
8085
8086         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8087
8088         sgs->group_weight = group->group_weight;
8089
8090         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
8091
8092         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
8093         if (sgs->group_type == group_overloaded)
8094                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8095                                 sgs->group_capacity;
8096 }
8097
8098 /**
8099  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8100  * @env: The load balancing environment.
8101  * @sds: sched_domain statistics
8102  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8103  * @sgs: sched_group statistics
8104  *
8105  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8106  * busiest group.
8107  *
8108  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8109  * busiest group. %false otherwise.
8110  */
8111 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8112                                    struct sd_lb_stats *sds,
8113                                    struct sched_group *sg,
8114                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8115 {
8116         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8117
8118         /* Make sure that there is at least one task to pull */
8119         if (!sgs->sum_h_nr_running)
8120                 return false;
8121
8122         /*
8123          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8124          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8125          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8126          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8127          */
8128         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8129             (!group_smaller_max_cpu_capacity(sg, sds->local) ||
8130              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
8131                 return false;
8132
8133         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8134                 return true;
8135
8136         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8137                 return false;
8138
8139         /*
8140          * The candidate and the current busiest group are the same type of
8141          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
8142          */
8143
8144         switch (sgs->group_type) {
8145         case group_overloaded:
8146                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
8147                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8148                         return false;
8149                 break;
8150
8151         case group_imbalanced:
8152                 /*
8153                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
8154                  * choose one more than another.
8155                  */
8156                 return false;
8157
8158         case group_asym_packing:
8159                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8160                 if (sched_asym_prefer(sg->asym_prefer_cpu, sds->busiest->asym_prefer_cpu))
8161                         return false;
8162                 break;
8163
8164         case group_misfit_task:
8165                 /*
8166                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
8167                  * misfit.
8168                  */
8169                 if (sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8170                         return false;
8171                 break;
8172
8173         case group_fully_busy:
8174                 /*
8175                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
8176                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
8177                  * group because tasks have all compute capacity that they need
8178                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
8179                  * contention when accessing shared HW resources.
8180                  *
8181                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
8182                  * select the 1st one.
8183                  */
8184                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8185                         return false;
8186                 break;
8187
8188         case group_has_spare:
8189                 /*
8190                  * Select not overloaded group with lowest number of idle cpus
8191                  * and highest number of running tasks. We could also compare
8192                  * the spare capacity which is more stable but it can end up
8193                  * that the group has less spare capacity but finally more idle
8194                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
8195                  */
8196                 if (sgs->idle_cpus > busiest->idle_cpus)
8197                         return false;
8198                 else if ((sgs->idle_cpus == busiest->idle_cpus) &&
8199                          (sgs->sum_nr_running <= busiest->sum_nr_running))
8200                         return false;
8201
8202                 break;
8203         }
8204
8205         /*
8206          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
8207          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
8208          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
8209          * considered.
8210          */
8211         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
8212             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
8213             (group_smaller_min_cpu_capacity(sds->local, sg)))
8214                 return false;
8215
8216         return true;
8217 }
8218
8219 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8220 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8221 {
8222         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8223                 return regular;
8224         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8225                 return remote;
8226         return all;
8227 }
8228
8229 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8230 {
8231         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8232                 return regular;
8233         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8234                 return remote;
8235         return all;
8236 }
8237 #else
8238 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8239 {
8240         return all;
8241 }
8242
8243 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8244 {
8245         return regular;
8246 }
8247 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8248
8249
8250 struct sg_lb_stats;
8251
8252 /*
8253  * task_running_on_cpu - return 1 if @p is running on @cpu.
8254  */
8255
8256 static unsigned int task_running_on_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
8257 {
8258         /* Task has no contribution or is new */
8259         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
8260                 return 0;
8261
8262         if (task_on_rq_queued(p))
8263                 return 1;
8264
8265         return 0;
8266 }
8267
8268 /**
8269  * idle_cpu_without - would a given CPU be idle without p ?
8270  * @cpu: the processor on which idleness is tested.
8271  * @p: task which should be ignored.
8272  *
8273  * Return: 1 if the CPU would be idle. 0 otherwise.
8274  */
8275 static int idle_cpu_without(int cpu, struct task_struct *p)
8276 {
8277         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8278
8279         if (rq->curr != rq->idle && rq->curr != p)
8280                 return 0;
8281
8282         /*
8283          * rq->nr_running can't be used but an updated version without the
8284          * impact of p on cpu must be used instead. The updated nr_running
8285          * be computed and tested before calling idle_cpu_without().
8286          */
8287
8288 #ifdef CONFIG_SMP
8289         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
8290                 return 0;
8291 #endif
8292
8293         return 1;
8294 }
8295
8296 /*
8297  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
8298  * @sd: The sched_domain level to look for idlest group.
8299  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8300  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8301  * @p: The task for which we look for the idlest group/CPU.
8302  */
8303 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
8304                                           struct sched_group *group,
8305                                           struct sg_lb_stats *sgs,
8306                                           struct task_struct *p)
8307 {
8308         int i, nr_running;
8309
8310         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8311
8312         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
8313                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8314                 unsigned int local;
8315
8316                 sgs->group_load += cpu_load_without(rq, p);
8317                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
8318                 local = task_running_on_cpu(i, p);
8319                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running - local;
8320
8321                 nr_running = rq->nr_running - local;
8322                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8323
8324                 /*
8325                  * No need to call idle_cpu_without() if nr_running is not 0
8326                  */
8327                 if (!nr_running && idle_cpu_without(i, p))
8328                         sgs->idle_cpus++;
8329
8330         }
8331
8332         /* Check if task fits in the group */
8333         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8334             !task_fits_capacity(p, group->sgc->max_capacity)) {
8335                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
8336         }
8337
8338         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8339
8340         sgs->group_weight = group->group_weight;
8341
8342         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
8343
8344         /*
8345          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
8346          * overloaded
8347          */
8348         if (sgs->group_type < group_fully_busy)
8349                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8350                                 sgs->group_capacity;
8351 }
8352
8353 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
8354                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
8355                                struct sched_group *group,
8356                                struct sg_lb_stats *sgs)
8357 {
8358         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
8359                 return true;
8360
8361         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
8362                 return false;
8363
8364         /*
8365          * The candidate and the current idlest group are the same type of
8366          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
8367          */
8368
8369         switch (sgs->group_type) {
8370         case group_overloaded:
8371         case group_fully_busy:
8372                 /* Select the group with lowest avg_load. */
8373                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
8374                         return false;
8375                 break;
8376
8377         case group_imbalanced:
8378         case group_asym_packing:
8379                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
8380                 return false;
8381
8382         case group_misfit_task:
8383                 /* Select group with the highest max capacity */
8384                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
8385                         return false;
8386                 break;
8387
8388         case group_has_spare:
8389                 /* Select group with most idle CPUs */
8390                 if (idlest_sgs->idle_cpus >= sgs->idle_cpus)
8391                         return false;
8392                 break;
8393         }
8394
8395         return true;
8396 }
8397
8398 /*
8399  * find_idlest_group() finds and returns the least busy CPU group within the
8400  * domain.
8401  *
8402  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
8403  */
8404 static struct sched_group *
8405 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
8406                   int this_cpu, int sd_flag)
8407 {
8408         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
8409         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
8410         struct sg_lb_stats *sgs;
8411         unsigned long imbalance;
8412         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
8413                         .avg_load = UINT_MAX,
8414                         .group_type = group_overloaded,
8415         };
8416
8417         imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
8418                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
8419
8420         do {
8421                 int local_group;
8422
8423                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
8424                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
8425                                         p->cpus_ptr))
8426                         continue;
8427
8428                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
8429                                                sched_group_span(group));
8430
8431                 if (local_group) {
8432                         sgs = &local_sgs;
8433                         local = group;
8434                 } else {
8435                         sgs = &tmp_sgs;
8436                 }
8437
8438                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
8439
8440                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
8441                         idlest = group;
8442                         idlest_sgs = *sgs;
8443                 }
8444
8445         } while (group = group->next, group != sd->groups);
8446
8447
8448         /* There is no idlest group to push tasks to */
8449         if (!idlest)
8450                 return NULL;
8451
8452         /* The local group has been skipped because of CPU affinity */
8453         if (!local)
8454                 return idlest;
8455
8456         /*
8457          * If the local group is idler than the selected idlest group
8458          * don't try and push the task.
8459          */
8460         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
8461                 return NULL;
8462
8463         /*
8464          * If the local group is busier than the selected idlest group
8465          * try and push the task.
8466          */
8467         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
8468                 return idlest;
8469
8470         switch (local_sgs.group_type) {
8471         case group_overloaded:
8472         case group_fully_busy:
8473                 /*
8474                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
8475                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
8476                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
8477                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
8478                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
8479                  * and consider staying local.
8480                  */
8481
8482                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
8483                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
8484                         return NULL;
8485
8486                 /*
8487                  * If the local group is less loaded than the selected
8488                  * idlest group don't try and push any tasks.
8489                  */
8490                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
8491                         return NULL;
8492
8493                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
8494                         return NULL;
8495                 break;
8496
8497         case group_imbalanced:
8498         case group_asym_packing:
8499                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
8500                 return NULL;
8501
8502         case group_misfit_task:
8503                 /* Select group with the highest max capacity */
8504                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
8505                         return NULL;
8506                 break;
8507
8508         case group_has_spare:
8509                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
8510 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8511                         int idlest_cpu;
8512                         /*
8513                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
8514                          * the preferred node
8515                          */
8516                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
8517                                 return NULL;
8518
8519                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
8520                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
8521                                 return idlest;
8522 #endif
8523                         /*
8524                          * Otherwise, keep the task on this node to stay close
8525                          * its wakeup source and improve locality. If there is
8526                          * a real need of migration, periodic load balance will
8527                          * take care of it.
8528                          */
8529                         if (local_sgs.idle_cpus)
8530                                 return NULL;
8531                 }
8532
8533                 /*
8534                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
8535                  * compare the utilization which is more stable but it can end
8536                  * up that the group has less spare capacity but finally more
8537                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
8538                  */
8539                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
8540                         return NULL;
8541                 break;
8542         }
8543
8544         return idlest;
8545 }
8546
8547 /**
8548  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
8549  * @env: The load balancing environment.
8550  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
8551  */
8552
8553 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8554 {
8555         struct sched_domain *child = env->sd->child;
8556         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8557         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
8558         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
8559         int sg_status = 0;
8560
8561 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8562         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && READ_ONCE(nohz.has_blocked))
8563                 env->flags |= LBF_NOHZ_STATS;
8564 #endif
8565
8566         do {
8567                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
8568                 int local_group;
8569
8570                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
8571                 if (local_group) {
8572                         sds->local = sg;
8573                         sgs = local;
8574
8575                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
8576                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
8577                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
8578                 }
8579
8580                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
8581
8582                 if (local_group)
8583                         goto next_group;
8584
8585
8586                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
8587                         sds->busiest = sg;
8588                         sds->busiest_stat = *sgs;
8589                 }
8590
8591 next_group:
8592                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
8593                 sds->total_load += sgs->group_load;
8594                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
8595
8596                 sg = sg->next;
8597         } while (sg != env->sd->groups);
8598
8599         /* Tag domain that child domain prefers tasks go to siblings first */
8600         sds->prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
8601
8602 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8603         if ((env->flags & LBF_NOHZ_AGAIN) &&
8604             cpumask_subset(nohz.idle_cpus_mask, sched_domain_span(env->sd))) {
8605
8606                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
8607                            jiffies + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
8608         }
8609 #endif
8610
8611         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
8612                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
8613
8614         if (!env->sd->parent) {
8615                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8616
8617                 /* update overload indicator if we are at root domain */
8618                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
8619
8620                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
8621                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8622                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8623         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
8624                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8625
8626                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
8627                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
8628         }
8629 }
8630
8631 /**
8632  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
8633  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
8634  * @env: load balance environment
8635  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8636  */
8637 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8638 {
8639         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8640
8641         local = &sds->local_stat;
8642         busiest = &sds->busiest_stat;
8643
8644         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
8645                 /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
8646                 env->migration_type = migrate_misfit;
8647                 env->imbalance = 1;
8648                 return;
8649         }
8650
8651         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
8652                 /*
8653                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
8654                  * the preferred CPU.
8655                  */
8656                 env->migration_type = migrate_task;
8657                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
8658                 return;
8659         }
8660
8661         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
8662                 /*
8663                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
8664                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
8665                  * the imbalance. The next load balance will take care of
8666                  * balancing back the system.
8667                  */
8668                 env->migration_type = migrate_task;
8669                 env->imbalance = 1;
8670                 return;
8671         }
8672
8673         /*
8674          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
8675          * emptying busiest.
8676          */
8677         if (local->group_type == group_has_spare) {
8678                 if (busiest->group_type > group_fully_busy) {
8679                         /*
8680                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
8681                          * capacity. This might end up creating spare capacity
8682                          * in busiest or busiest still being overloaded but
8683                          * there is no simple way to directly compute the
8684                          * amount of load to migrate in order to balance the
8685                          * system.
8686                          */
8687                         env->migration_type = migrate_util;
8688                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
8689                                          local->group_util;
8690
8691                         /*
8692                          * In some cases, the group's utilization is max or even
8693                          * higher than capacity because of migrations but the
8694                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
8695                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
8696                          * try to pull it.
8697                          */
8698                         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->imbalance == 0) {
8699                                 env->migration_type = migrate_task;
8700                                 env->imbalance = 1;
8701                         }
8702
8703                         return;
8704                 }
8705
8706                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
8707                         unsigned int nr_diff = busiest->sum_nr_running;
8708                         /*
8709                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
8710                          * groups.
8711                          */
8712                         env->migration_type = migrate_task;
8713                         lsub_positive(&nr_diff, local->sum_nr_running);
8714                         env->imbalance = nr_diff >> 1;
8715                 } else {
8716
8717                         /*
8718                          * If there is no overload, we just want to even the number of
8719                          * idle cpus.
8720                          */
8721                         env->migration_type = migrate_task;
8722                         env->imbalance = max_t(long, 0, (local->idle_cpus -
8723                                                  busiest->idle_cpus) >> 1);
8724                 }
8725
8726                 /* Consider allowing a small imbalance between NUMA groups */
8727                 if (env->sd->flags & SD_NUMA) {
8728                         unsigned int imbalance_min;
8729
8730                         /*
8731                          * Compute an allowed imbalance based on a simple
8732                          * pair of communicating tasks that should remain
8733                          * local and ignore them.
8734                          *
8735                          * NOTE: Generally this would have been based on
8736                          * the domain size and this was evaluated. However,
8737                          * the benefit is similar across a range of workloads
8738                          * and machines but scaling by the domain size adds
8739                          * the risk that lower domains have to be rebalanced.
8740                          */
8741                         imbalance_min = 2;
8742                         if (busiest->sum_nr_running <= imbalance_min)
8743                                 env->imbalance = 0;
8744                 }
8745
8746                 return;
8747         }
8748
8749         /*
8750          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
8751          * busiest group
8752          */
8753         if (local->group_type < group_overloaded) {
8754                 /*
8755                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
8756                  * finally needed.
8757                  */
8758
8759                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8760                                   local->group_capacity;
8761
8762                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8763                                 sds->total_capacity;
8764         }
8765
8766         /*
8767          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
8768          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
8769          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
8770          * below the average load. At the same time, we also don't want to
8771          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
8772          * the minimum possible imbalance.
8773          */
8774         env->migration_type = migrate_load;
8775         env->imbalance = min(
8776                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
8777                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
8778         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
8779 }
8780
8781 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
8782
8783 /*
8784  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
8785  *
8786  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
8787  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
8788  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
8789  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  force      force
8790  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
8791  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
8792  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
8793  *
8794  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
8795  *            statistics.
8796  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
8797  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
8798  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
8799  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
8800  *            different in groups.
8801  */
8802
8803 /**
8804  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
8805  * if there is an imbalance.
8806  *
8807  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
8808  * to restore balance.
8809  *
8810  * @env: The load balancing environment.
8811  *
8812  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
8813  */
8814 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
8815 {
8816         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8817         struct sd_lb_stats sds;
8818
8819         init_sd_lb_stats(&sds);
8820
8821         /*
8822          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
8823          * this level.
8824          */
8825         update_sd_lb_stats(env, &sds);
8826
8827         if (sched_energy_enabled()) {
8828                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8829
8830                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
8831                         goto out_balanced;
8832         }
8833
8834         local = &sds.local_stat;
8835         busiest = &sds.busiest_stat;
8836
8837         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
8838         if (!sds.busiest)
8839                 goto out_balanced;
8840
8841         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
8842         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
8843                 goto force_balance;
8844
8845         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
8846         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
8847                 goto force_balance;
8848
8849         /*
8850          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
8851          * work because they assume all things are equal, which typically
8852          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
8853          */
8854         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
8855                 goto force_balance;
8856
8857         /*
8858          * If the local group is busier than the selected busiest group
8859          * don't try and pull any tasks.
8860          */
8861         if (local->group_type > busiest->group_type)
8862                 goto out_balanced;
8863
8864         /*
8865          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
8866          * between tasks.
8867          */
8868         if (local->group_type == group_overloaded) {
8869                 /*
8870                  * If the local group is more loaded than the selected
8871                  * busiest group don't try to pull any tasks.
8872                  */
8873                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
8874                         goto out_balanced;
8875
8876                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
8877                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8878                                 sds.total_capacity;
8879
8880                 /*
8881                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
8882                  * domain average load.
8883                  */
8884                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
8885                         goto out_balanced;
8886
8887                 /*
8888                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
8889                  * conservative.
8890                  */
8891                 if (100 * busiest->avg_load <=
8892                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8893                         goto out_balanced;
8894         }
8895
8896         /* Try to move all excess tasks to child's sibling domain */
8897         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
8898             busiest->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)
8899                 goto force_balance;
8900
8901         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
8902                 if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8903                         /*
8904                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
8905                          * result the local one too) but this CPU is already
8906                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
8907                          */
8908                         goto out_balanced;
8909
8910                 if (busiest->group_weight > 1 &&
8911                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1))
8912                         /*
8913                          * If the busiest group is not overloaded
8914                          * and there is no imbalance between this and busiest
8915                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
8916                          * becomes significant if the diff is greater than 1
8917                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
8918                          * on another group. Of course this applies only if
8919                          * there is more than 1 CPU per group.
8920                          */
8921                         goto out_balanced;
8922
8923                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1)
8924                         /*
8925                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
8926                          */
8927                         goto out_balanced;
8928         }
8929
8930 force_balance:
8931         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8932         calculate_imbalance(env, &sds);
8933         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
8934
8935 out_balanced:
8936         env->imbalance = 0;
8937         return NULL;
8938 }
8939
8940 /*
8941  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
8942  */
8943 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8944                                      struct sched_group *group)
8945 {
8946         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8947         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8948         unsigned int busiest_nr = 0;
8949         int i;
8950
8951         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8952                 unsigned long capacity, load, util;
8953                 unsigned int nr_running;
8954                 enum fbq_type rt;
8955
8956                 rq = cpu_rq(i);
8957                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8958
8959                 /*
8960                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8961                  *  - regular: there are !numa tasks
8962                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8963                  *  - all:     there is no distinction
8964                  *
8965                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8966                  * ignore those when there's better options.
8967                  *
8968                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8969                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8970                  * queue by moving tasks around inside the node.
8971                  *
8972                  * If we cannot move enough load due to this classification
8973                  * the next pass will adjust the group classification and
8974                  * allow migration of more tasks.
8975                  *
8976                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8977                  */
8978                 if (rt > env->fbq_type)
8979                         continue;
8980
8981                 capacity = capacity_of(i);
8982                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
8983
8984                 /*
8985                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
8986                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
8987                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
8988                  * average load.
8989                  */
8990                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8991                     capacity_of(env->dst_cpu) < capacity &&
8992                     nr_running == 1)
8993                         continue;
8994
8995                 switch (env->migration_type) {
8996                 case migrate_load:
8997                         /*
8998                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
8999                          * which is not scaled with the CPU capacity.
9000                          */
9001                         load = cpu_load(rq);
9002
9003                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
9004                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
9005                                 break;
9006
9007                         /*
9008                          * For the load comparisons with the other CPUs,
9009                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
9010                          * capacity, so that the load can be moved away
9011                          * from the CPU that is potentially running at a
9012                          * lower capacity.
9013                          *
9014                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
9015                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
9016                          * division works out to:
9017                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
9018                          * where j is our previous maximum.
9019                          */
9020                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
9021                                 busiest_load = load;
9022                                 busiest_capacity = capacity;
9023                                 busiest = rq;
9024                         }
9025                         break;
9026
9027                 case migrate_util:
9028                         util = cpu_util(cpu_of(rq));
9029
9030                         if (busiest_util < util) {
9031                                 busiest_util = util;
9032                                 busiest = rq;
9033                         }
9034                         break;
9035
9036                 case migrate_task:
9037                         if (busiest_nr < nr_running) {
9038                                 busiest_nr = nr_running;
9039                                 busiest = rq;
9040                         }
9041                         break;
9042
9043                 case migrate_misfit:
9044                         /*
9045                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
9046                          * simply seek the "biggest" misfit task.
9047                          */
9048                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
9049                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
9050                                 busiest = rq;
9051                         }
9052
9053                         break;
9054
9055                 }
9056         }
9057
9058         return busiest;
9059 }
9060
9061 /*
9062  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
9063  * so long as it is large enough.
9064  */
9065 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
9066
9067 static inline bool
9068 asym_active_balance(struct lb_env *env)
9069 {
9070         /*
9071          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
9072          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
9073          * highest priority CPUs.
9074          */
9075         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
9076                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
9077 }
9078
9079 static inline bool
9080 voluntary_active_balance(struct lb_env *env)
9081 {
9082         struct sched_domain *sd = env->sd;
9083
9084         if (asym_active_balance(env))
9085                 return 1;
9086
9087         /*
9088          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
9089          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
9090          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
9091          * available on dst_cpu.
9092          */
9093         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
9094             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
9095                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
9096                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
9097                         return 1;
9098         }
9099
9100         if (env->migration_type == migrate_misfit)
9101                 return 1;
9102
9103         return 0;
9104 }
9105
9106 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
9107 {
9108         struct sched_domain *sd = env->sd;
9109
9110         if (voluntary_active_balance(env))
9111                 return 1;
9112
9113         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
9114 }
9115
9116 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
9117
9118 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
9119 {
9120         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9121         int cpu, balance_cpu = -1;
9122
9123         /*
9124          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
9125          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
9126          */
9127         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
9128                 return 0;
9129
9130         /*
9131          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
9132          * to do the newly idle load balance.
9133          */
9134         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9135                 return 1;
9136
9137         /* Try to find first idle CPU */
9138         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
9139                 if (!idle_cpu(cpu))
9140                         continue;
9141
9142                 balance_cpu = cpu;
9143                 break;
9144         }
9145
9146         if (balance_cpu == -1)
9147                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
9148
9149         /*
9150          * First idle CPU or the first CPU(busiest) in this sched group
9151          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
9152          */
9153         return balance_cpu == env->dst_cpu;
9154 }
9155
9156 /*
9157  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
9158  * tasks if there is an imbalance.
9159  */
9160 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
9161                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
9162                         int *continue_balancing)
9163 {
9164         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
9165         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
9166         struct sched_group *group;
9167         struct rq *busiest;
9168         struct rq_flags rf;
9169         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
9170
9171         struct lb_env env = {
9172                 .sd             = sd,
9173                 .dst_cpu        = this_cpu,
9174                 .dst_rq         = this_rq,
9175                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
9176                 .idle           = idle,
9177                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
9178                 .cpus           = cpus,
9179                 .fbq_type       = all,
9180                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
9181         };
9182
9183         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
9184
9185         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
9186
9187 redo:
9188         if (!should_we_balance(&env)) {
9189                 *continue_balancing = 0;
9190                 goto out_balanced;
9191         }
9192
9193         group = find_busiest_group(&env);
9194         if (!group) {
9195                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
9196                 goto out_balanced;
9197         }
9198
9199         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
9200         if (!busiest) {
9201                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
9202                 goto out_balanced;
9203         }
9204
9205         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
9206
9207         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
9208
9209         env.src_cpu = busiest->cpu;
9210         env.src_rq = busiest;
9211
9212         ld_moved = 0;
9213         if (busiest->nr_running > 1) {
9214                 /*
9215                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
9216                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
9217                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
9218                  * correctly treated as an imbalance.
9219                  */
9220                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9221                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
9222
9223 more_balance:
9224                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
9225                 update_rq_clock(busiest);
9226
9227                 /*
9228                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
9229                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
9230                  */
9231                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
9232
9233                 /*
9234                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
9235                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
9236                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
9237                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
9238                  * See task_rq_lock() family for the details.
9239                  */
9240
9241                 rq_unlock(busiest, &rf);
9242
9243                 if (cur_ld_moved) {
9244                         attach_tasks(&env);
9245                         ld_moved += cur_ld_moved;
9246                 }
9247
9248                 local_irq_restore(rf.flags);
9249
9250                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
9251                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
9252                         goto more_balance;
9253                 }
9254
9255                 /*
9256                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
9257                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
9258                  * where they can run. The upper limit on how many times we
9259                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
9260                  * sched_group.
9261                  *
9262                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
9263                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
9264                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
9265                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
9266                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
9267                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
9268                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
9269                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
9270                  * This however should not happen so much in practice and
9271                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
9272                  * excess load moved.
9273                  */
9274                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
9275
9276                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
9277                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
9278
9279                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
9280                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
9281                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
9282                         env.loop         = 0;
9283                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
9284
9285                         /*
9286                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
9287                          * need to continue with same src_cpu.
9288                          */
9289                         goto more_balance;
9290                 }
9291
9292                 /*
9293                  * We failed to reach balance because of affinity.
9294                  */
9295                 if (sd_parent) {
9296                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9297
9298                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
9299                                 *group_imbalance = 1;
9300                 }
9301
9302                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
9303                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9304                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
9305                         /*
9306                          * Attempting to continue load balancing at the current
9307                          * sched_domain level only makes sense if there are
9308                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
9309                          * pull load from which are not contained within the
9310                          * destination group that is receiving any migrated
9311                          * load.
9312                          */
9313                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
9314                                 env.loop = 0;
9315                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
9316                                 goto redo;
9317                         }
9318                         goto out_all_pinned;
9319                 }
9320         }
9321
9322         if (!ld_moved) {
9323                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
9324                 /*
9325                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
9326                  * We do not want newidle balance, which can be very
9327                  * frequent, pollute the failure counter causing
9328                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
9329                  */
9330                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
9331                         sd->nr_balance_failed++;
9332
9333                 if (need_active_balance(&env)) {
9334                         unsigned long flags;
9335
9336                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
9337
9338                         /*
9339                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
9340                          * if the curr task on busiest CPU can't be
9341                          * moved to this_cpu:
9342                          */
9343                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
9344                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
9345                                                             flags);
9346                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9347                                 goto out_one_pinned;
9348                         }
9349
9350                         /*
9351                          * ->active_balance synchronizes accesses to
9352                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
9353                          * only after active load balance is finished.
9354                          */
9355                         if (!busiest->active_balance) {
9356                                 busiest->active_balance = 1;
9357                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
9358                                 active_balance = 1;
9359                         }
9360                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
9361
9362                         if (active_balance) {
9363                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
9364                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
9365                                         &busiest->active_balance_work);
9366                         }
9367
9368                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
9369                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
9370                 }
9371         } else
9372                 sd->nr_balance_failed = 0;
9373
9374         if (likely(!active_balance) || voluntary_active_balance(&env)) {
9375                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
9376                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
9377         } else {
9378                 /*
9379                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
9380                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
9381                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
9382                  * detach_tasks).
9383                  */
9384                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
9385                         sd->balance_interval *= 2;
9386         }
9387
9388         goto out;
9389
9390 out_balanced:
9391         /*
9392          * We reach balance although we may have faced some affinity
9393          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
9394          * a chance to move and fix the imbalance.
9395          */
9396         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9397                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9398
9399                 if (*group_imbalance)
9400                         *group_imbalance = 0;
9401         }
9402
9403 out_all_pinned:
9404         /*
9405          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9406          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9407          * can try to migrate them.
9408          */
9409         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9410
9411         sd->nr_balance_failed = 0;
9412
9413 out_one_pinned:
9414         ld_moved = 0;
9415
9416         /*
9417          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
9418          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
9419          * skyrocketting in a short amount of time. Skip the balance_interval
9420          * increase logic to avoid that.
9421          */
9422         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9423                 goto out;
9424
9425         /* tune up the balancing interval */
9426         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
9427              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
9428             sd->balance_interval < sd->max_interval)
9429                 sd->balance_interval *= 2;
9430 out:
9431         return ld_moved;
9432 }
9433
9434 static inline unsigned long
9435 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
9436 {
9437         unsigned long interval = sd->balance_interval;
9438
9439         if (cpu_busy)
9440                 interval *= sd->busy_factor;
9441
9442         /* scale ms to jiffies */
9443         interval = msecs_to_jiffies(interval);
9444         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9445
9446         return interval;
9447 }
9448
9449 static inline void
9450 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
9451 {
9452         unsigned long interval, next;
9453
9454         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
9455         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
9456         next = sd->last_balance + interval;
9457
9458         if (time_after(*next_balance, next))
9459                 *next_balance = next;
9460 }
9461
9462 /*
9463  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
9464  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9465  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9466  * avoids physical / logical imbalances.
9467  */
9468 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9469 {
9470         struct rq *busiest_rq = data;
9471         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9472         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9473         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9474         struct sched_domain *sd;
9475         struct task_struct *p = NULL;
9476         struct rq_flags rf;
9477
9478         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
9479         /*
9480          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
9481          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
9482          * inactive CPUs.
9483          */
9484         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
9485                 goto out_unlock;
9486
9487         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
9488         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9489                      !busiest_rq->active_balance))
9490                 goto out_unlock;
9491
9492         /* Is there any task to move? */
9493         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9494                 goto out_unlock;
9495
9496         /*
9497          * This condition is "impossible", if it occurs
9498          * we need to fix it. Originally reported by
9499          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
9500          */
9501         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9502
9503         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9504         rcu_read_lock();
9505         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9506                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
9507                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9508                                 break;
9509         }
9510
9511         if (likely(sd)) {
9512                 struct lb_env env = {
9513                         .sd             = sd,
9514                         .dst_cpu        = target_cpu,
9515                         .dst_rq         = target_rq,
9516                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9517                         .src_rq         = busiest_rq,
9518                         .idle           = CPU_IDLE,
9519                         /*
9520                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
9521                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
9522                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
9523                          * about DST_PINNED.
9524                          */
9525                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
9526                 };
9527
9528                 schedstat_inc(sd->alb_count);
9529                 update_rq_clock(busiest_rq);
9530
9531                 p = detach_one_task(&env);
9532                 if (p) {
9533                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
9534                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
9535                         sd->nr_balance_failed = 0;
9536                 } else {
9537                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
9538                 }
9539         }
9540         rcu_read_unlock();
9541 out_unlock:
9542         busiest_rq->active_balance = 0;
9543         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
9544
9545         if (p)
9546                 attach_one_task(target_rq, p);
9547
9548         local_irq_enable();
9549
9550         return 0;
9551 }
9552
9553 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
9554
9555 /*
9556  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
9557  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
9558  */
9559 void update_max_interval(void)
9560 {
9561         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
9562 }
9563
9564 /*
9565  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
9566  * and initiates a balancing operation if so.
9567  *
9568  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
9569  */
9570 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
9571 {
9572         int continue_balancing = 1;
9573         int cpu = rq->cpu;
9574         int busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
9575         unsigned long interval;
9576         struct sched_domain *sd;
9577         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9578         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
9579         int update_next_balance = 0;
9580         int need_serialize, need_decay = 0;
9581         u64 max_cost = 0;
9582
9583         rcu_read_lock();
9584         for_each_domain(cpu, sd) {
9585                 /*
9586                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
9587                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
9588                  */
9589                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
9590                         sd->max_newidle_lb_cost =
9591                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
9592                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
9593                         need_decay = 1;
9594                 }
9595                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
9596
9597                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9598                         continue;
9599
9600                 /*
9601                  * Stop the load balance at this level. There is another
9602                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
9603                  * actively.
9604                  */
9605                 if (!continue_balancing) {
9606                         if (need_decay)
9607                                 continue;
9608                         break;
9609                 }
9610
9611                 interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
9612
9613                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
9614                 if (need_serialize) {
9615                         if (!spin_trylock(&balancing))
9616                                 goto out;
9617                 }
9618
9619                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
9620                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
9621                                 /*
9622                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
9623                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
9624                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
9625                                  */
9626                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9627                                 busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
9628                         }
9629                         sd->last_balance = jiffies;
9630                         interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
9631                 }
9632                 if (need_serialize)
9633                         spin_unlock(&balancing);
9634 out:
9635                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
9636                         next_balance = sd->last_balance + interval;
9637                         update_next_balance = 1;
9638                 }
9639         }
9640         if (need_decay) {
9641                 /*
9642                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
9643                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
9644                  */
9645                 rq->max_idle_balance_cost =
9646                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
9647         }
9648         rcu_read_unlock();
9649
9650         /*
9651          * next_balance will be updated only when there is a need.
9652          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
9653          * updated.
9654          */
9655         if (likely(update_next_balance)) {
9656                 rq->next_balance = next_balance;
9657
9658 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9659                 /*
9660                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
9661                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
9662                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
9663                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
9664                  * balance for itself and we need to update the
9665                  * nohz.next_balance accordingly.
9666                  */
9667                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
9668                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
9669 #endif
9670         }
9671 }
9672
9673 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
9674 {
9675         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
9676 }
9677
9678 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9679 /*
9680  * idle load balancing details
9681  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
9682  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
9683  *   load balancing for all the idle CPUs.
9684  * - HK_FLAG_MISC CPUs are used for this task, because HK_FLAG_SCHED not set
9685  *   anywhere yet.
9686  */
9687
9688 static inline int find_new_ilb(void)
9689 {
9690         int ilb;
9691
9692         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask,
9693                               housekeeping_cpumask(HK_FLAG_MISC)) {
9694                 if (idle_cpu(ilb))
9695                         return ilb;
9696         }
9697
9698         return nr_cpu_ids;
9699 }
9700
9701 /*
9702  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
9703  * idle CPU in the HK_FLAG_MISC housekeeping set (if there is one).
9704  */
9705 static void kick_ilb(unsigned int flags)
9706 {
9707         int ilb_cpu;
9708
9709         nohz.next_balance++;
9710
9711         ilb_cpu = find_new_ilb();
9712
9713         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
9714                 return;
9715
9716         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
9717         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
9718                 return;
9719
9720         /*
9721          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
9722          * This way we generate a sched IPI on the target CPU which
9723          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
9724          * will be run before returning from the IPI.
9725          */
9726         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
9727 }
9728
9729 /*
9730  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
9731  * of idle CPUs in the system.
9732  */
9733 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
9734 {
9735         unsigned long now = jiffies;
9736         struct sched_domain_shared *sds;
9737         struct sched_domain *sd;
9738         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
9739         unsigned int flags = 0;
9740
9741         if (unlikely(rq->idle_balance))
9742                 return;
9743
9744         /*
9745          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9746          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9747          */
9748         nohz_balance_exit_idle(rq);
9749
9750         /*
9751          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9752          * balancing.
9753          */
9754         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9755                 return;
9756
9757         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
9758             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9759                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
9760
9761         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9762                 goto out;
9763
9764         if (rq->nr_running >= 2) {
9765                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9766                 goto out;
9767         }
9768
9769         rcu_read_lock();
9770
9771         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9772         if (sd) {
9773                 /*
9774                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
9775                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
9776                  * on.
9777                  */
9778                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9779                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9780                         goto unlock;
9781                 }
9782         }
9783
9784         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
9785         if (sd) {
9786                 /*
9787                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
9788                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
9789                  * around.
9790                  */
9791                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
9792                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
9793                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9794                                 goto unlock;
9795                         }
9796                 }
9797         }
9798
9799         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
9800         if (sd) {
9801                 /*
9802                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
9803                  * to run the misfit task on.
9804                  */
9805                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
9806                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9807                         goto unlock;
9808                 }
9809
9810                 /*
9811                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
9812                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
9813                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
9814                  *
9815                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
9816                  */
9817                 goto unlock;
9818         }
9819
9820         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
9821         if (sds) {
9822                 /*
9823                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
9824                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
9825                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
9826                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
9827                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
9828                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
9829                  * like this LLC domain has tasks we could move.
9830                  */
9831                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
9832                 if (nr_busy > 1) {
9833                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9834                         goto unlock;
9835                 }
9836         }
9837 unlock:
9838         rcu_read_unlock();
9839 out:
9840         if (flags)
9841                 kick_ilb(flags);
9842 }
9843
9844 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
9845 {
9846         struct sched_domain *sd;
9847
9848         rcu_read_lock();
9849         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9850
9851         if (!sd || !sd->nohz_idle)
9852                 goto unlock;
9853         sd->nohz_idle = 0;
9854
9855         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9856 unlock:
9857         rcu_read_unlock();
9858 }
9859
9860 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
9861 {
9862         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
9863
9864         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
9865                 return;
9866
9867         rq->nohz_tick_stopped = 0;
9868         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9869         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
9870
9871         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
9872 }
9873
9874 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
9875 {
9876         struct sched_domain *sd;
9877
9878         rcu_read_lock();
9879         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9880
9881         if (!sd || sd->nohz_idle)
9882                 goto unlock;
9883         sd->nohz_idle = 1;
9884
9885         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9886 unlock:
9887         rcu_read_unlock();
9888 }
9889
9890 /*
9891  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
9892  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
9893  */
9894 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
9895 {
9896         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9897
9898         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
9899
9900         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
9901         if (!cpu_active(cpu))
9902                 return;
9903
9904         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
9905         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
9906                 return;
9907
9908         /*
9909          * Can be set safely without rq->lock held
9910          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
9911          * rq->lock is held during the check and the clear
9912          */
9913         rq->has_blocked_load = 1;
9914
9915         /*
9916          * The tick is still stopped but load could have been added in the
9917          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
9918          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
9919          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
9920          */
9921         if (rq->nohz_tick_stopped)
9922                 goto out;
9923
9924         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
9925         if (on_null_domain(rq))
9926                 return;
9927
9928         rq->nohz_tick_stopped = 1;
9929
9930         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9931         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
9932
9933         /*
9934          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
9935          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
9936          * store.
9937          */
9938         smp_mb__after_atomic();
9939
9940         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
9941
9942 out:
9943         /*
9944          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
9945          * enable the periodic update of the load of idle cpus
9946          */
9947         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9948 }
9949
9950 /*
9951  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
9952  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
9953  * tasks movement depending of flags.
9954  * The function returns false if the loop has stopped before running
9955  * through all idle CPUs.
9956  */
9957 static bool _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
9958                                enum cpu_idle_type idle)
9959 {
9960         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9961         unsigned long now = jiffies;
9962         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
9963         bool has_blocked_load = false;
9964         int update_next_balance = 0;
9965         int this_cpu = this_rq->cpu;
9966         int balance_cpu;
9967         int ret = false;
9968         struct rq *rq;
9969
9970         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
9971
9972         /*
9973          * We assume there will be no idle load after this update and clear
9974          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
9975          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
9976          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
9977          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
9978          * check the load of an idle cpu.
9979          */
9980         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
9981
9982         /*
9983          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
9984          * store from nohz_balance_enter_idle().
9985          */
9986         smp_mb();
9987
9988         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
9989                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
9990                         continue;
9991
9992                 /*
9993                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
9994                  * work being done for other CPUs. Next load
9995                  * balancing owner will pick it up.
9996                  */
9997                 if (need_resched()) {
9998                         has_blocked_load = true;
9999                         goto abort;
10000                 }
10001
10002                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
10003
10004                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq, true);
10005
10006                 /*
10007                  * If time for next balance is due,
10008                  * do the balance.
10009                  */
10010                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
10011                         struct rq_flags rf;
10012
10013                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10014                         update_rq_clock(rq);
10015                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10016
10017                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10018                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
10019                 }
10020
10021                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
10022                         next_balance = rq->next_balance;
10023                         update_next_balance = 1;
10024                 }
10025         }
10026
10027         /* Newly idle CPU doesn't need an update */
10028         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
10029                 update_blocked_averages(this_cpu);
10030                 has_blocked_load |= this_rq->has_blocked_load;
10031         }
10032
10033         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10034                 rebalance_domains(this_rq, CPU_IDLE);
10035
10036         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
10037                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
10038
10039         /* The full idle balance loop has been done */
10040         ret = true;
10041
10042 abort:
10043         /* There is still blocked load, enable periodic update */
10044         if (has_blocked_load)
10045                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10046
10047         /*
10048          * next_balance will be updated only when there is a need.
10049          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
10050          * updated.
10051          */
10052         if (likely(update_next_balance))
10053                 nohz.next_balance = next_balance;
10054
10055         return ret;
10056 }
10057
10058 /*
10059  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
10060  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
10061  */
10062 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10063 {
10064         int this_cpu = this_rq->cpu;
10065         unsigned int flags;
10066
10067         if (!(atomic_read(nohz_flags(this_cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
10068                 return false;
10069
10070         if (idle != CPU_IDLE) {
10071                 atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
10072                 return false;
10073         }
10074
10075         /* could be _relaxed() */
10076         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
10077         if (!(flags & NOHZ_KICK_MASK))
10078                 return false;
10079
10080         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
10081
10082         return true;
10083 }
10084
10085 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
10086 {
10087         int this_cpu = this_rq->cpu;
10088
10089         /*
10090          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
10091          * housekeeping
10092          */
10093         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
10094                 return;
10095
10096         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
10097         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
10098                 return;
10099
10100         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
10101         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
10102             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10103                 return;
10104
10105         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
10106         /*
10107          * This CPU is going to be idle and blocked load of idle CPUs
10108          * need to be updated. Run the ilb locally as it is a good
10109          * candidate for ilb instead of waking up another idle CPU.
10110          * Kick an normal ilb if we failed to do the update.
10111          */
10112         if (!_nohz_idle_balance(this_rq, NOHZ_STATS_KICK, CPU_NEWLY_IDLE))
10113                 kick_ilb(NOHZ_STATS_KICK);
10114         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
10115 }
10116
10117 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10118 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
10119
10120 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10121 {
10122         return false;
10123 }
10124
10125 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
10126 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10127
10128 /*
10129  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
10130  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
10131  *
10132  * Returns:
10133  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
10134  *     0 - failed, no new tasks
10135  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
10136  */
10137 int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
10138 {
10139         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
10140         int this_cpu = this_rq->cpu;
10141         struct sched_domain *sd;
10142         int pulled_task = 0;
10143         u64 curr_cost = 0;
10144
10145         update_misfit_status(NULL, this_rq);
10146         /*
10147          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
10148          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
10149          */
10150         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
10151
10152         /*
10153          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
10154          */
10155         if (!cpu_active(this_cpu))
10156                 return 0;
10157
10158         /*
10159          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
10160          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
10161          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
10162          * re-start the picking loop.
10163          */
10164         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
10165
10166         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
10167             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
10168
10169                 rcu_read_lock();
10170                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
10171                 if (sd)
10172                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10173                 rcu_read_unlock();
10174
10175                 nohz_newidle_balance(this_rq);
10176
10177                 goto out;
10178         }
10179
10180         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
10181
10182         update_blocked_averages(this_cpu);
10183         rcu_read_lock();
10184         for_each_domain(this_cpu, sd) {
10185                 int continue_balancing = 1;
10186                 u64 t0, domain_cost;
10187
10188                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
10189                         continue;
10190
10191                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
10192                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10193                         break;
10194                 }
10195
10196                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
10197                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
10198
10199                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
10200                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
10201                                                    &continue_balancing);
10202
10203                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
10204                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
10205                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
10206
10207                         curr_cost += domain_cost;
10208                 }
10209
10210                 update_next_balance(sd, &next_balance);
10211
10212                 /*
10213                  * Stop searching for tasks to pull if there are
10214                  * now runnable tasks on this rq.
10215                  */
10216                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
10217                         break;
10218         }
10219         rcu_read_unlock();
10220
10221         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
10222
10223         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
10224                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
10225
10226 out:
10227         /*
10228          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
10229          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
10230          * pretend we pulled a task.
10231          */
10232         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
10233                 pulled_task = 1;
10234
10235         /* Move the next balance forward */
10236         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
10237                 this_rq->next_balance = next_balance;
10238
10239         /* Is there a task of a high priority class? */
10240         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
10241                 pulled_task = -1;
10242
10243         if (pulled_task)
10244                 this_rq->idle_stamp = 0;
10245
10246         rq_repin_lock(this_rq, rf);
10247
10248         return pulled_task;
10249 }
10250
10251 /*
10252  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
10253  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
10254  */
10255 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
10256 {
10257         struct rq *this_rq = this_rq();
10258         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
10259                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10260
10261         /*
10262          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
10263          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
10264          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
10265          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
10266          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
10267          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
10268          */
10269         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
10270                 return;
10271
10272         /* normal load balance */
10273         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
10274         rebalance_domains(this_rq, idle);
10275 }
10276
10277 /*
10278  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
10279  */
10280 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
10281 {
10282         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
10283         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
10284                 return;
10285
10286         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
10287                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
10288
10289         nohz_balancer_kick(rq);
10290 }
10291
10292 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
10293 {
10294         update_sysctl();
10295
10296         update_runtime_enabled(rq);
10297 }
10298
10299 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
10300 {
10301         update_sysctl();
10302
10303         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
10304         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
10305 }
10306
10307 #endif /* CONFIG_SMP */
10308
10309 /*
10310  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
10311  *
10312  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
10313  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
10314  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
10315  * parameters.
10316  */
10317 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
10318 {
10319         struct cfs_rq *cfs_rq;
10320         struct sched_entity *se = &curr->se;
10321
10322         for_each_sched_entity(se) {
10323                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10324                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
10325         }
10326
10327         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
10328                 task_tick_numa(rq, curr);
10329
10330         update_misfit_status(curr, rq);
10331         update_overutilized_status(task_rq(curr));
10332 }
10333
10334 /*
10335  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
10336  *  - child not yet on the tasklist
10337  *  - preemption disabled
10338  */
10339 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
10340 {
10341         struct cfs_rq *cfs_rq;
10342         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
10343         struct rq *rq = this_rq();
10344         struct rq_flags rf;
10345
10346         rq_lock(rq, &rf);
10347         update_rq_clock(rq);
10348
10349         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
10350         curr = cfs_rq->curr;
10351         if (curr) {
10352                 update_curr(cfs_rq);
10353                 se->vruntime = curr->vruntime;
10354         }
10355         place_entity(cfs_rq, se, 1);
10356
10357         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
10358                 /*
10359                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
10360                  * 'current' within the tree based on its new key value.
10361                  */
10362                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
10363                 resched_curr(rq);
10364         }
10365
10366         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10367         rq_unlock(rq, &rf);
10368 }
10369
10370 /*
10371  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
10372  * the current task.
10373  */
10374 static void
10375 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
10376 {
10377         if (!task_on_rq_queued(p))
10378                 return;
10379
10380         if (rq->cfs.nr_running == 1)
10381                 return;
10382
10383         /*
10384          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
10385          * our priority decreased, or if we are not currently running on
10386          * this runqueue and our priority is higher than the current's
10387          */
10388         if (rq->curr == p) {
10389                 if (p->prio > oldprio)
10390                         resched_curr(rq);
10391         } else
10392                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
10393 }
10394
10395 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
10396 {
10397         struct sched_entity *se = &p->se;
10398
10399         /*
10400          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
10401          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
10402          * vruntime.
10403          */
10404         if (p->on_rq)
10405                 return true;
10406
10407         /*
10408          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
10409          * But there are some cases where it has already been normalized:
10410          *
10411          * - A forked child which is waiting for being woken up by
10412          *   wake_up_new_task().
10413          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
10414          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
10415          */
10416         if (!se->sum_exec_runtime ||
10417             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
10418                 return true;
10419
10420         return false;
10421 }
10422
10423 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10424 /*
10425  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
10426  * visible to the root
10427  */
10428 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10429 {
10430         struct cfs_rq *cfs_rq;
10431
10432         /* Start to propagate at parent */
10433         se = se->parent;
10434
10435         for_each_sched_entity(se) {
10436                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10437
10438                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
10439                         break;
10440
10441                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
10442         }
10443 }
10444 #else
10445 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
10446 #endif
10447
10448 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10449 {
10450         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10451
10452         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
10453         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10454         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10455         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10456         propagate_entity_cfs_rq(se);
10457 }
10458
10459 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10460 {
10461         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10462
10463 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10464         /*
10465          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
10466          * class maintain depth value), reset depth properly.
10467          */
10468         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10469 #endif
10470
10471         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
10472         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
10473         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10474         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10475         propagate_entity_cfs_rq(se);
10476 }
10477
10478 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10479 {
10480         struct sched_entity *se = &p->se;
10481         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10482
10483         if (!vruntime_normalized(p)) {
10484                 /*
10485                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
10486                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
10487                  */
10488                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
10489                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10490         }
10491
10492         detach_entity_cfs_rq(se);
10493 }
10494
10495 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10496 {
10497         struct sched_entity *se = &p->se;
10498         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10499
10500         attach_entity_cfs_rq(se);
10501
10502         if (!vruntime_normalized(p))
10503                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
10504 }
10505
10506 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10507 {
10508         detach_task_cfs_rq(p);
10509 }
10510
10511 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10512 {
10513         attach_task_cfs_rq(p);
10514
10515         if (task_on_rq_queued(p)) {
10516                 /*
10517                  * We were most likely switched from sched_rt, so
10518                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
10519                  * if we can still preempt the current task.
10520                  */
10521                 if (rq->curr == p)
10522                         resched_curr(rq);
10523                 else
10524                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
10525         }
10526 }
10527
10528 /* Account for a task changing its policy or group.
10529  *
10530  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
10531  * migrates between groups/classes.
10532  */
10533 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
10534 {
10535         struct sched_entity *se = &p->se;
10536
10537 #ifdef CONFIG_SMP
10538         if (task_on_rq_queued(p)) {
10539                 /*
10540                  * Move the next running task to the front of the list, so our
10541                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
10542                  */
10543                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
10544         }
10545 #endif
10546
10547         for_each_sched_entity(se) {
10548                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10549
10550                 set_next_entity(cfs_rq, se);
10551                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
10552                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
10553         }
10554 }
10555
10556 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
10557 {
10558         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
10559         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
10560 #ifndef CONFIG_64BIT
10561         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
10562 #endif
10563 #ifdef CONFIG_SMP
10564         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
10565 #endif
10566 }
10567
10568 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10569 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
10570 {
10571         struct sched_entity *se = &p->se;
10572
10573         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10574         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10575 }
10576
10577 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
10578 {
10579         detach_task_cfs_rq(p);
10580         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10581
10582 #ifdef CONFIG_SMP
10583         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
10584         p->se.avg.last_update_time = 0;
10585 #endif
10586         attach_task_cfs_rq(p);
10587 }
10588
10589 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
10590 {
10591         switch (type) {
10592         case TASK_SET_GROUP:
10593                 task_set_group_fair(p);
10594                 break;
10595
10596         case TASK_MOVE_GROUP:
10597                 task_move_group_fair(p);
10598                 break;
10599         }
10600 }
10601
10602 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10603 {
10604         int i;
10605
10606         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10607
10608         for_each_possible_cpu(i) {
10609                 if (tg->cfs_rq)
10610                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
10611                 if (tg->se)
10612                         kfree(tg->se[i]);
10613         }
10614
10615         kfree(tg->cfs_rq);
10616         kfree(tg->se);
10617 }
10618
10619 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10620 {
10621         struct sched_entity *se;
10622         struct cfs_rq *cfs_rq;
10623         int i;
10624
10625         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
10626         if (!tg->cfs_rq)
10627                 goto err;
10628         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
10629         if (!tg->se)
10630                 goto err;
10631
10632         tg->shares = NICE_0_LOAD;
10633
10634         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10635
10636         for_each_possible_cpu(i) {
10637                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
10638                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10639                 if (!cfs_rq)
10640                         goto err;
10641
10642                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
10643                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10644                 if (!se)
10645                         goto err_free_rq;
10646
10647                 init_cfs_rq(cfs_rq);
10648                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
10649                 init_entity_runnable_average(se);
10650         }
10651
10652         return 1;
10653
10654 err_free_rq:
10655         kfree(cfs_rq);
10656 err:
10657         return 0;
10658 }
10659
10660 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10661 {
10662         struct sched_entity *se;
10663         struct rq_flags rf;
10664         struct rq *rq;
10665         int i;
10666
10667         for_each_possible_cpu(i) {
10668                 rq = cpu_rq(i);
10669                 se = tg->se[i];
10670                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10671                 update_rq_clock(rq);
10672                 attach_entity_cfs_rq(se);
10673                 sync_throttle(tg, i);
10674                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10675         }
10676 }
10677
10678 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10679 {
10680         unsigned long flags;
10681         struct rq *rq;
10682         int cpu;
10683
10684         for_each_possible_cpu(cpu) {
10685                 if (tg->se[cpu])
10686                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
10687
10688                 /*
10689                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
10690                  * check on_list without danger of it being re-added.
10691                  */
10692                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
10693                         continue;
10694
10695                 rq = cpu_rq(cpu);
10696
10697                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
10698                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
10699                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
10700         }
10701 }
10702
10703 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
10704                         struct sched_entity *se, int cpu,
10705                         struct sched_entity *parent)
10706 {
10707         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10708
10709         cfs_rq->tg = tg;
10710         cfs_rq->rq = rq;
10711         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
10712
10713         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
10714         tg->se[cpu] = se;
10715
10716         /* se could be NULL for root_task_group */
10717         if (!se)
10718                 return;
10719
10720         if (!parent) {
10721                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
10722                 se->depth = 0;
10723         } else {
10724                 se->cfs_rq = parent->my_q;
10725                 se->depth = parent->depth + 1;
10726         }
10727
10728         se->my_q = cfs_rq;
10729         /* guarantee group entities always have weight */
10730         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
10731         se->parent = parent;
10732 }
10733
10734 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
10735
10736 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
10737 {
10738         int i;
10739
10740         /*
10741          * We can't change the weight of the root cgroup.
10742          */
10743         if (!tg->se[0])
10744                 return -EINVAL;
10745
10746         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
10747
10748         mutex_lock(&shares_mutex);
10749         if (tg->shares == shares)
10750                 goto done;
10751
10752         tg->shares = shares;
10753         for_each_possible_cpu(i) {
10754                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
10755                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
10756                 struct rq_flags rf;
10757
10758                 /* Propagate contribution to hierarchy */
10759                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10760                 update_rq_clock(rq);
10761                 for_each_sched_entity(se) {
10762                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
10763                         update_cfs_group(se);
10764                 }
10765                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10766         }
10767
10768 done:
10769         mutex_unlock(&shares_mutex);
10770         return 0;
10771 }
10772 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10773
10774 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10775
10776 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10777 {
10778         return 1;
10779 }
10780
10781 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10782
10783 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10784
10785 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10786
10787
10788 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
10789 {
10790         struct sched_entity *se = &task->se;
10791         unsigned int rr_interval = 0;
10792
10793         /*
10794          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
10795          * idle runqueue:
10796          */
10797         if (rq->cfs.load.weight)
10798                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
10799
10800         return rr_interval;
10801 }
10802
10803 /*
10804  * All the scheduling class methods:
10805  */
10806 const struct sched_class fair_sched_class = {
10807         .next                   = &idle_sched_class,
10808         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
10809         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
10810         .yield_task             = yield_task_fair,
10811         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
10812
10813         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
10814
10815         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
10816         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
10817         .set_next_task          = set_next_task_fair,
10818
10819 #ifdef CONFIG_SMP
10820         .balance                = balance_fair,
10821         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
10822         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
10823
10824         .rq_online              = rq_online_fair,
10825         .rq_offline             = rq_offline_fair,
10826
10827         .task_dead              = task_dead_fair,
10828         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
10829 #endif
10830
10831         .task_tick              = task_tick_fair,
10832         .task_fork              = task_fork_fair,
10833
10834         .prio_changed           = prio_changed_fair,
10835         .switched_from          = switched_from_fair,
10836         .switched_to            = switched_to_fair,
10837
10838         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
10839
10840         .update_curr            = update_curr_fair,
10841
10842 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10843         .task_change_group      = task_change_group_fair,
10844 #endif
10845
10846 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
10847         .uclamp_enabled         = 1,
10848 #endif
10849 };
10850
10851 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
10852 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
10853 {
10854         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
10855
10856         rcu_read_lock();
10857         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
10858                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
10859         rcu_read_unlock();
10860 }
10861
10862 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10863 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
10864 {
10865         int node;
10866         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
10867         struct numa_group *ng;
10868
10869         rcu_read_lock();
10870         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
10871         for_each_online_node(node) {
10872                 if (p->numa_faults) {
10873                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
10874                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10875                 }
10876                 if (ng) {
10877                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
10878                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10879                 }
10880                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
10881         }
10882         rcu_read_unlock();
10883 }
10884 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10885 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
10886
10887 __init void init_sched_fair_class(void)
10888 {
10889 #ifdef CONFIG_SMP
10890         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
10891
10892 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10893         nohz.next_balance = jiffies;
10894         nohz.next_blocked = jiffies;
10895         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
10896 #endif
10897 #endif /* SMP */
10898
10899 }
10900
10901 /*
10902  * Helper functions to facilitate extracting info from tracepoints.
10903  */
10904
10905 const struct sched_avg *sched_trace_cfs_rq_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
10906 {
10907 #ifdef CONFIG_SMP
10908         return cfs_rq ? &cfs_rq->avg : NULL;
10909 #else
10910         return NULL;
10911 #endif
10912 }
10913 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_avg);
10914
10915 char *sched_trace_cfs_rq_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *str, int len)
10916 {
10917         if (!cfs_rq) {
10918                 if (str)
10919                         strlcpy(str, "(null)", len);
10920                 else
10921                         return NULL;
10922         }
10923
10924         cfs_rq_tg_path(cfs_rq, str, len);
10925         return str;
10926 }
10927 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_path);
10928
10929 int sched_trace_cfs_rq_cpu(struct cfs_rq *cfs_rq)
10930 {
10931         return cfs_rq ? cpu_of(rq_of(cfs_rq)) : -1;
10932 }
10933 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_cpu);
10934
10935 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_rt(struct rq *rq)
10936 {
10937 #ifdef CONFIG_SMP
10938         return rq ? &rq->avg_rt : NULL;
10939 #else
10940         return NULL;
10941 #endif
10942 }
10943 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_rt);
10944
10945 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_dl(struct rq *rq)
10946 {
10947 #ifdef CONFIG_SMP
10948         return rq ? &rq->avg_dl : NULL;
10949 #else
10950         return NULL;
10951 #endif
10952 }
10953 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_dl);
10954
10955 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_irq(struct rq *rq)
10956 {
10957 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ)
10958         return rq ? &rq->avg_irq : NULL;
10959 #else
10960         return NULL;
10961 #endif
10962 }
10963 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_irq);
10964
10965 int sched_trace_rq_cpu(struct rq *rq)
10966 {
10967         return rq ? cpu_of(rq) : -1;
10968 }
10969 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu);
10970
10971 const struct cpumask *sched_trace_rd_span(struct root_domain *rd)
10972 {
10973 #ifdef CONFIG_SMP
10974         return rd ? rd->span : NULL;
10975 #else
10976         return NULL;
10977 #endif
10978 }
10979 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rd_span);