GNU Linux-libre 5.4.200-gnu1
[releases.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         /* hint to use a 32x32->64 mul */
233         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
234
235         while (fact >> 32) {
236                 fact >>= 1;
237                 shift--;
238         }
239
240         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
241 }
242
243
244 const struct sched_class fair_sched_class;
245
246 /**************************************************************
247  * CFS operations on generic schedulable entities:
248  */
249
250 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
251 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
252 {
253         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
254         return container_of(se, struct task_struct, se);
255 }
256
257 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
258 #define for_each_sched_entity(se) \
259                 for (; se; se = se->parent)
260
261 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
262 {
263         return p->se.cfs_rq;
264 }
265
266 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
267 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
268 {
269         return se->cfs_rq;
270 }
271
272 /* runqueue "owned" by this group */
273 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
274 {
275         return grp->my_q;
276 }
277
278 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
279 {
280         if (!path)
281                 return;
282
283         if (cfs_rq && task_group_is_autogroup(cfs_rq->tg))
284                 autogroup_path(cfs_rq->tg, path, len);
285         else if (cfs_rq && cfs_rq->tg->css.cgroup)
286                 cgroup_path(cfs_rq->tg->css.cgroup, path, len);
287         else
288                 strlcpy(path, "(null)", len);
289 }
290
291 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
292 {
293         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
294         int cpu = cpu_of(rq);
295
296         if (cfs_rq->on_list)
297                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
298
299         cfs_rq->on_list = 1;
300
301         /*
302          * Ensure we either appear before our parent (if already
303          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
304          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
305          * reduces this to two cases and a special case for the root
306          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
307          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
308          * to a tree or when we reach the top of the tree
309          */
310         if (cfs_rq->tg->parent &&
311             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
312                 /*
313                  * If parent is already on the list, we add the child
314                  * just before. Thanks to circular linked property of
315                  * the list, this means to put the child at the tail
316                  * of the list that starts by parent.
317                  */
318                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
319                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
320                 /*
321                  * The branch is now connected to its tree so we can
322                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
323                  * list.
324                  */
325                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
326                 return true;
327         }
328
329         if (!cfs_rq->tg->parent) {
330                 /*
331                  * cfs rq without parent should be put
332                  * at the tail of the list.
333                  */
334                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
335                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
336                 /*
337                  * We have reach the top of a tree so we can reset
338                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
339                  */
340                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
341                 return true;
342         }
343
344         /*
345          * The parent has not already been added so we want to
346          * make sure that it will be put after us.
347          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
348          * where we will add parent.
349          */
350         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
351         /*
352          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
353          * of the branch
354          */
355         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
356         return false;
357 }
358
359 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
360 {
361         if (cfs_rq->on_list) {
362                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
363
364                 /*
365                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
366                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
367                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
368                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
369                  * at the end of the enqueue.
370                  */
371                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
372                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
373
374                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
375                 cfs_rq->on_list = 0;
376         }
377 }
378
379 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
380 {
381         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
382 }
383
384 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
385 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
386         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
387                                  leaf_cfs_rq_list)
388
389 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
390 static inline struct cfs_rq *
391 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
392 {
393         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
394                 return se->cfs_rq;
395
396         return NULL;
397 }
398
399 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
400 {
401         return se->parent;
402 }
403
404 static void
405 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
406 {
407         int se_depth, pse_depth;
408
409         /*
410          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
411          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
412          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
413          * parent.
414          */
415
416         /* First walk up until both entities are at same depth */
417         se_depth = (*se)->depth;
418         pse_depth = (*pse)->depth;
419
420         while (se_depth > pse_depth) {
421                 se_depth--;
422                 *se = parent_entity(*se);
423         }
424
425         while (pse_depth > se_depth) {
426                 pse_depth--;
427                 *pse = parent_entity(*pse);
428         }
429
430         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
431                 *se = parent_entity(*se);
432                 *pse = parent_entity(*pse);
433         }
434 }
435
436 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
437
438 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
439 {
440         return container_of(se, struct task_struct, se);
441 }
442
443 #define for_each_sched_entity(se) \
444                 for (; se; se = NULL)
445
446 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
447 {
448         return &task_rq(p)->cfs;
449 }
450
451 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
452 {
453         struct task_struct *p = task_of(se);
454         struct rq *rq = task_rq(p);
455
456         return &rq->cfs;
457 }
458
459 /* runqueue "owned" by this group */
460 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
461 {
462         return NULL;
463 }
464
465 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
466 {
467         if (path)
468                 strlcpy(path, "(null)", len);
469 }
470
471 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
472 {
473         return true;
474 }
475
476 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
477 {
478 }
479
480 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
481 {
482 }
483
484 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
485                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
486
487 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
488 {
489         return NULL;
490 }
491
492 static inline void
493 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
494 {
495 }
496
497 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
498
499 static __always_inline
500 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
501
502 /**************************************************************
503  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
504  */
505
506 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
507 {
508         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
509         if (delta > 0)
510                 max_vruntime = vruntime;
511
512         return max_vruntime;
513 }
514
515 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
516 {
517         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
518         if (delta < 0)
519                 min_vruntime = vruntime;
520
521         return min_vruntime;
522 }
523
524 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
525                                 struct sched_entity *b)
526 {
527         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
528 }
529
530 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
531 {
532         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
533         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
534
535         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
536
537         if (curr) {
538                 if (curr->on_rq)
539                         vruntime = curr->vruntime;
540                 else
541                         curr = NULL;
542         }
543
544         if (leftmost) { /* non-empty tree */
545                 struct sched_entity *se;
546                 se = rb_entry(leftmost, struct sched_entity, run_node);
547
548                 if (!curr)
549                         vruntime = se->vruntime;
550                 else
551                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
552         }
553
554         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
555         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
556 #ifndef CONFIG_64BIT
557         smp_wmb();
558         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
559 #endif
560 }
561
562 /*
563  * Enqueue an entity into the rb-tree:
564  */
565 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
566 {
567         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
568         struct rb_node *parent = NULL;
569         struct sched_entity *entry;
570         bool leftmost = true;
571
572         /*
573          * Find the right place in the rbtree:
574          */
575         while (*link) {
576                 parent = *link;
577                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
578                 /*
579                  * We dont care about collisions. Nodes with
580                  * the same key stay together.
581                  */
582                 if (entity_before(se, entry)) {
583                         link = &parent->rb_left;
584                 } else {
585                         link = &parent->rb_right;
586                         leftmost = false;
587                 }
588         }
589
590         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
591         rb_insert_color_cached(&se->run_node,
592                                &cfs_rq->tasks_timeline, leftmost);
593 }
594
595 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
596 {
597         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
598 }
599
600 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
601 {
602         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
603
604         if (!left)
605                 return NULL;
606
607         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
608 }
609
610 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
611 {
612         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
613
614         if (!next)
615                 return NULL;
616
617         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
618 }
619
620 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
621 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
622 {
623         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
624
625         if (!last)
626                 return NULL;
627
628         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
629 }
630
631 /**************************************************************
632  * Scheduling class statistics methods:
633  */
634
635 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
636                 void __user *buffer, size_t *lenp,
637                 loff_t *ppos)
638 {
639         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
640         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
641
642         if (ret || !write)
643                 return ret;
644
645         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
646                                         sysctl_sched_min_granularity);
647
648 #define WRT_SYSCTL(name) \
649         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
650         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
651         WRT_SYSCTL(sched_latency);
652         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
653 #undef WRT_SYSCTL
654
655         return 0;
656 }
657 #endif
658
659 /*
660  * delta /= w
661  */
662 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
663 {
664         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
665                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
666
667         return delta;
668 }
669
670 /*
671  * The idea is to set a period in which each task runs once.
672  *
673  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
674  * this period because otherwise the slices get too small.
675  *
676  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
677  */
678 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
679 {
680         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
681                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
682         else
683                 return sysctl_sched_latency;
684 }
685
686 /*
687  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
688  * proportional to the weight.
689  *
690  * s = p*P[w/rw]
691  */
692 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
693 {
694         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
695
696         for_each_sched_entity(se) {
697                 struct load_weight *load;
698                 struct load_weight lw;
699
700                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
701                 load = &cfs_rq->load;
702
703                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
704                         lw = cfs_rq->load;
705
706                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
707                         load = &lw;
708                 }
709                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
710         }
711         return slice;
712 }
713
714 /*
715  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
716  *
717  * vs = s/w
718  */
719 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
720 {
721         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
722 }
723
724 #include "pelt.h"
725 #ifdef CONFIG_SMP
726
727 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
728 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
729 static unsigned long capacity_of(int cpu);
730
731 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
732 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
733 {
734         struct sched_avg *sa = &se->avg;
735
736         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
737
738         /*
739          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
740          * they get a chance to stabilize to their real load level.
741          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
742          * nothing has been attached to the task group yet.
743          */
744         if (entity_is_task(se))
745                 sa->runnable_load_avg = sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
746
747         se->runnable_weight = se->load.weight;
748
749         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
750 }
751
752 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
753
754 /*
755  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
756  * based on the cfs_rq's current util_avg:
757  *
758  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
759  *
760  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
761  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
762  * as when the series is a harmonic series.
763  *
764  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
765  * only 1/2 of the left utilization budget:
766  *
767  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
768  *
769  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
770  *
771  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
772  * the beginning would be like:
773  *
774  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
775  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
776  *
777  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
778  * if util_avg > util_avg_cap.
779  */
780 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
781 {
782         struct sched_entity *se = &p->se;
783         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
784         struct sched_avg *sa = &se->avg;
785         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
786         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
787
788         if (cap > 0) {
789                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
790                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
791                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
792
793                         if (sa->util_avg > cap)
794                                 sa->util_avg = cap;
795                 } else {
796                         sa->util_avg = cap;
797                 }
798         }
799
800         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
801                 /*
802                  * For !fair tasks do:
803                  *
804                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
805                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
806                 switched_from_fair(rq, p);
807                  *
808                  * such that the next switched_to_fair() has the
809                  * expected state.
810                  */
811                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
812                 return;
813         }
814
815         attach_entity_cfs_rq(se);
816 }
817
818 #else /* !CONFIG_SMP */
819 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
820 {
821 }
822 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
823 {
824 }
825 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
826 {
827 }
828 #endif /* CONFIG_SMP */
829
830 /*
831  * Update the current task's runtime statistics.
832  */
833 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
834 {
835         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
836         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
837         u64 delta_exec;
838
839         if (unlikely(!curr))
840                 return;
841
842         delta_exec = now - curr->exec_start;
843         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
844                 return;
845
846         curr->exec_start = now;
847
848         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
849                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
850
851         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
852         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
853
854         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
855         update_min_vruntime(cfs_rq);
856
857         if (entity_is_task(curr)) {
858                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
859
860                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
861                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
862                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
863         }
864
865         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
866 }
867
868 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
869 {
870         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
871 }
872
873 static inline void
874 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
875 {
876         u64 wait_start, prev_wait_start;
877
878         if (!schedstat_enabled())
879                 return;
880
881         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
882         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
883
884         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
885             likely(wait_start > prev_wait_start))
886                 wait_start -= prev_wait_start;
887
888         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
889 }
890
891 static inline void
892 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
893 {
894         struct task_struct *p;
895         u64 delta;
896
897         if (!schedstat_enabled())
898                 return;
899
900         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
901
902         if (entity_is_task(se)) {
903                 p = task_of(se);
904                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
905                         /*
906                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
907                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
908                          * prior to migration.
909                          */
910                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
911                         return;
912                 }
913                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
914         }
915
916         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
917                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
918         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
919         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
920         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
921 }
922
923 static inline void
924 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
925 {
926         struct task_struct *tsk = NULL;
927         u64 sleep_start, block_start;
928
929         if (!schedstat_enabled())
930                 return;
931
932         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
933         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
934
935         if (entity_is_task(se))
936                 tsk = task_of(se);
937
938         if (sleep_start) {
939                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
940
941                 if ((s64)delta < 0)
942                         delta = 0;
943
944                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
945                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
946
947                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
948                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
949
950                 if (tsk) {
951                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
952                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
953                 }
954         }
955         if (block_start) {
956                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
957
958                 if ((s64)delta < 0)
959                         delta = 0;
960
961                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
962                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
963
964                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
965                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
966
967                 if (tsk) {
968                         if (tsk->in_iowait) {
969                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
970                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
971                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
972                         }
973
974                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
975
976                         /*
977                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
978                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
979                          * amount of time that the task spent sleeping:
980                          */
981                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
982                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
983                                                 (void *)get_wchan(tsk),
984                                                 delta >> 20);
985                         }
986                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
987                 }
988         }
989 }
990
991 /*
992  * Task is being enqueued - update stats:
993  */
994 static inline void
995 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
996 {
997         if (!schedstat_enabled())
998                 return;
999
1000         /*
1001          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1002          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1003          */
1004         if (se != cfs_rq->curr)
1005                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
1006
1007         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1008                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1009 }
1010
1011 static inline void
1012 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1013 {
1014
1015         if (!schedstat_enabled())
1016                 return;
1017
1018         /*
1019          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1020          * waiting task:
1021          */
1022         if (se != cfs_rq->curr)
1023                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1024
1025         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1026                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1027
1028                 if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1029                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
1030                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1031                 if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1032                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1033                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1034         }
1035 }
1036
1037 /*
1038  * We are picking a new current task - update its stats:
1039  */
1040 static inline void
1041 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1042 {
1043         /*
1044          * We are starting a new run period:
1045          */
1046         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1047 }
1048
1049 /**************************************************
1050  * Scheduling class queueing methods:
1051  */
1052
1053 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1054 /*
1055  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1056  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1057  * numa_balancing_scan_size.
1058  */
1059 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1060 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1061
1062 /* Portion of address space to scan in MB */
1063 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1064
1065 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1066 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1067
1068 struct numa_group {
1069         refcount_t refcount;
1070
1071         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1072         int nr_tasks;
1073         pid_t gid;
1074         int active_nodes;
1075
1076         struct rcu_head rcu;
1077         unsigned long total_faults;
1078         unsigned long max_faults_cpu;
1079         /*
1080          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1081          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1082          * more by CPU use than by memory faults.
1083          */
1084         unsigned long *faults_cpu;
1085         unsigned long faults[0];
1086 };
1087
1088 /*
1089  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1090  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1091  */
1092 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1093 {
1094         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1095                 (lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1096 }
1097
1098 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1099 {
1100         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1101 }
1102
1103 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1104 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1105
1106 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1107 {
1108         unsigned long rss = 0;
1109         unsigned long nr_scan_pages;
1110
1111         /*
1112          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1113          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1114          * on resident pages
1115          */
1116         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1117         rss = get_mm_rss(p->mm);
1118         if (!rss)
1119                 rss = nr_scan_pages;
1120
1121         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1122         return rss / nr_scan_pages;
1123 }
1124
1125 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1126 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1127
1128 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1129 {
1130         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1131         unsigned int scan, floor;
1132         unsigned int windows = 1;
1133
1134         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1135                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1136         floor = 1000 / windows;
1137
1138         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1139         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1140 }
1141
1142 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1143 {
1144         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1145         unsigned long period = smin;
1146         struct numa_group *ng;
1147
1148         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1149         rcu_read_lock();
1150         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1151         if (ng) {
1152                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1153                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1154
1155                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1156                 period *= shared + 1;
1157                 period /= private + shared + 1;
1158         }
1159         rcu_read_unlock();
1160
1161         return max(smin, period);
1162 }
1163
1164 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1165 {
1166         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1167         unsigned long smax;
1168         struct numa_group *ng;
1169
1170         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1171         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1172
1173         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1174         ng = deref_curr_numa_group(p);
1175         if (ng) {
1176                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1177                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1178                 unsigned long period = smax;
1179
1180                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1181                 period *= shared + 1;
1182                 period /= private + shared + 1;
1183
1184                 smax = max(smax, period);
1185         }
1186
1187         return max(smin, smax);
1188 }
1189
1190 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1191 {
1192         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1193         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1194 }
1195
1196 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1197 {
1198         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1199         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1200 }
1201
1202 /* Shared or private faults. */
1203 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1204
1205 /* Memory and CPU locality */
1206 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1207
1208 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1209 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1210
1211 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1212 {
1213         struct numa_group *ng;
1214         pid_t gid = 0;
1215
1216         rcu_read_lock();
1217         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1218         if (ng)
1219                 gid = ng->gid;
1220         rcu_read_unlock();
1221
1222         return gid;
1223 }
1224
1225 /*
1226  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1227  * occupy the first half of the array. The second half of the
1228  * array is for current counters, which are averaged into the
1229  * first set by task_numa_placement.
1230  */
1231 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1232 {
1233         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1234 }
1235
1236 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1237 {
1238         if (!p->numa_faults)
1239                 return 0;
1240
1241         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1242                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1243 }
1244
1245 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1246 {
1247         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1248
1249         if (!ng)
1250                 return 0;
1251
1252         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1253                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1254 }
1255
1256 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1257 {
1258         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1259                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1260 }
1261
1262 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1263 {
1264         unsigned long faults = 0;
1265         int node;
1266
1267         for_each_online_node(node) {
1268                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1269         }
1270
1271         return faults;
1272 }
1273
1274 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1275 {
1276         unsigned long faults = 0;
1277         int node;
1278
1279         for_each_online_node(node) {
1280                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1281         }
1282
1283         return faults;
1284 }
1285
1286 /*
1287  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1288  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1289  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1290  */
1291 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1292
1293 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1294 {
1295         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1296 }
1297
1298 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1299 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1300                                         int maxdist, bool task)
1301 {
1302         unsigned long score = 0;
1303         int node;
1304
1305         /*
1306          * All nodes are directly connected, and the same distance
1307          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1308          */
1309         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1310                 return 0;
1311
1312         /*
1313          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1314          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1315          */
1316         for_each_online_node(node) {
1317                 unsigned long faults;
1318                 int dist = node_distance(nid, node);
1319
1320                 /*
1321                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1322                  * for placement; nid was already counted.
1323                  */
1324                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1325                         continue;
1326
1327                 /*
1328                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1329                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1330                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1331                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1332                  * of each group. Skip other nodes.
1333                  */
1334                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1335                                         dist >= maxdist)
1336                         continue;
1337
1338                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1339                 if (task)
1340                         faults = task_faults(p, node);
1341                 else
1342                         faults = group_faults(p, node);
1343
1344                 /*
1345                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1346                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1347                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1348                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1349                  * The further away a node is, the less the faults count.
1350                  * This seems to result in good task placement.
1351                  */
1352                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1353                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1354                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1355                 }
1356
1357                 score += faults;
1358         }
1359
1360         return score;
1361 }
1362
1363 /*
1364  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1365  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1366  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1367  * evenly spread out between numa nodes.
1368  */
1369 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1370                                         int dist)
1371 {
1372         unsigned long faults, total_faults;
1373
1374         if (!p->numa_faults)
1375                 return 0;
1376
1377         total_faults = p->total_numa_faults;
1378
1379         if (!total_faults)
1380                 return 0;
1381
1382         faults = task_faults(p, nid);
1383         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1384
1385         return 1000 * faults / total_faults;
1386 }
1387
1388 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1389                                          int dist)
1390 {
1391         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1392         unsigned long faults, total_faults;
1393
1394         if (!ng)
1395                 return 0;
1396
1397         total_faults = ng->total_faults;
1398
1399         if (!total_faults)
1400                 return 0;
1401
1402         faults = group_faults(p, nid);
1403         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1404
1405         return 1000 * faults / total_faults;
1406 }
1407
1408 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1409                                 int src_nid, int dst_cpu)
1410 {
1411         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1412         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1413         int last_cpupid, this_cpupid;
1414
1415         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1416         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1417
1418         /*
1419          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1420          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1421          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1422          * executed below.
1423          */
1424         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1425             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1426                 return true;
1427
1428         /*
1429          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1430          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1431          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1432          *
1433          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1434          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1435          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1436          *
1437          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1438          * same result twice in a row, given these samples are fully
1439          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1440          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1441          *
1442          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1443          * act on an unlikely task<->page relation.
1444          */
1445         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1446                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1447                 return false;
1448
1449         /* Always allow migrate on private faults */
1450         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1451                 return true;
1452
1453         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1454         if (!ng)
1455                 return true;
1456
1457         /*
1458          * Destination node is much more heavily used than the source
1459          * node? Allow migration.
1460          */
1461         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1462                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1463                 return true;
1464
1465         /*
1466          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1467          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1468          *
1469          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1470          * --------------- * - > ---------------
1471          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1472          */
1473         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1474                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1475 }
1476
1477 static unsigned long cpu_runnable_load(struct rq *rq);
1478
1479 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1480 struct numa_stats {
1481         unsigned long load;
1482
1483         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1484         unsigned long compute_capacity;
1485 };
1486
1487 /*
1488  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1489  */
1490 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1491 {
1492         int cpu;
1493
1494         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1495         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1496                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1497
1498                 ns->load += cpu_runnable_load(rq);
1499                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1500         }
1501
1502 }
1503
1504 struct task_numa_env {
1505         struct task_struct *p;
1506
1507         int src_cpu, src_nid;
1508         int dst_cpu, dst_nid;
1509
1510         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1511
1512         int imbalance_pct;
1513         int dist;
1514
1515         struct task_struct *best_task;
1516         long best_imp;
1517         int best_cpu;
1518 };
1519
1520 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1521                              struct task_struct *p, long imp)
1522 {
1523         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1524
1525         /* Bail out if run-queue part of active NUMA balance. */
1526         if (xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1527                 return;
1528
1529         /*
1530          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1531          * found a better CPU to move/swap.
1532          */
1533         if (env->best_cpu != -1) {
1534                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1535                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1536         }
1537
1538         if (env->best_task)
1539                 put_task_struct(env->best_task);
1540         if (p)
1541                 get_task_struct(p);
1542
1543         env->best_task = p;
1544         env->best_imp = imp;
1545         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1546 }
1547
1548 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1549                                 struct task_numa_env *env)
1550 {
1551         long imb, old_imb;
1552         long orig_src_load, orig_dst_load;
1553         long src_capacity, dst_capacity;
1554
1555         /*
1556          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1557          *
1558          * src_load        dst_load
1559          * ------------ vs ---------
1560          * src_capacity    dst_capacity
1561          */
1562         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1563         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1564
1565         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1566
1567         orig_src_load = env->src_stats.load;
1568         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1569
1570         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1571
1572         /* Would this change make things worse? */
1573         return (imb > old_imb);
1574 }
1575
1576 /*
1577  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1578  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1579  * Used to deter task migration.
1580  */
1581 #define SMALLIMP        30
1582
1583 /*
1584  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1585  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1586  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1587  * be exchanged with the source task
1588  */
1589 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1590                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1591 {
1592         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1593         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1594         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1595         struct task_struct *cur;
1596         long src_load, dst_load;
1597         int dist = env->dist;
1598         long moveimp = imp;
1599         long load;
1600
1601         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1602                 return;
1603
1604         rcu_read_lock();
1605         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
1606         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1607                 cur = NULL;
1608
1609         /*
1610          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1611          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1612          */
1613         if (cur == env->p)
1614                 goto unlock;
1615
1616         if (!cur) {
1617                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1618                         goto assign;
1619                 else
1620                         goto unlock;
1621         }
1622
1623         /*
1624          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1625          * source and destination node. Calculate the total differential for
1626          * the source task and potential destination task. The more negative
1627          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1628          * be incurred if the tasks were swapped.
1629          */
1630         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1631         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1632                 goto unlock;
1633
1634         /*
1635          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1636          * in any group then look only at task weights.
1637          */
1638         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1639         if (cur_ng == p_ng) {
1640                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1641                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1642                 /*
1643                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1644                  * tasks within a group over tiny differences.
1645                  */
1646                 if (cur_ng)
1647                         imp -= imp / 16;
1648         } else {
1649                 /*
1650                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1651                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1652                  */
1653                 if (cur_ng && p_ng)
1654                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1655                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1656                 else
1657                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1658                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1659         }
1660
1661         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1662                 imp = moveimp;
1663                 cur = NULL;
1664                 goto assign;
1665         }
1666
1667         /*
1668          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1669          * task migration might only result in ping pong
1670          * of tasks and also hurt performance due to cache
1671          * misses.
1672          */
1673         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1674                 goto unlock;
1675
1676         /*
1677          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1678          */
1679         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1680         if (!load)
1681                 goto assign;
1682
1683         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1684         src_load = env->src_stats.load - load;
1685
1686         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1687                 goto unlock;
1688
1689 assign:
1690         /*
1691          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1692          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1693          */
1694         if (!cur) {
1695                 /*
1696                  * select_idle_siblings() uses an per-CPU cpumask that
1697                  * can be used from IRQ context.
1698                  */
1699                 local_irq_disable();
1700                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1701                                                    env->dst_cpu);
1702                 local_irq_enable();
1703         }
1704
1705         task_numa_assign(env, cur, imp);
1706 unlock:
1707         rcu_read_unlock();
1708 }
1709
1710 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1711                                 long taskimp, long groupimp)
1712 {
1713         long src_load, dst_load, load;
1714         bool maymove = false;
1715         int cpu;
1716
1717         load = task_h_load(env->p);
1718         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1719         src_load = env->src_stats.load - load;
1720
1721         /*
1722          * If the improvement from just moving env->p direction is better
1723          * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1724          */
1725         maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1726
1727         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1728                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1729                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1730                         continue;
1731
1732                 env->dst_cpu = cpu;
1733                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove);
1734         }
1735 }
1736
1737 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1738 {
1739         struct task_numa_env env = {
1740                 .p = p,
1741
1742                 .src_cpu = task_cpu(p),
1743                 .src_nid = task_node(p),
1744
1745                 .imbalance_pct = 112,
1746
1747                 .best_task = NULL,
1748                 .best_imp = 0,
1749                 .best_cpu = -1,
1750         };
1751         unsigned long taskweight, groupweight;
1752         struct sched_domain *sd;
1753         long taskimp, groupimp;
1754         struct numa_group *ng;
1755         struct rq *best_rq;
1756         int nid, ret, dist;
1757
1758         /*
1759          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1760          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1761          *
1762          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1763          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1764          * to satisfy here.
1765          */
1766         rcu_read_lock();
1767         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1768         if (sd)
1769                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1770         rcu_read_unlock();
1771
1772         /*
1773          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1774          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1775          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1776          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1777          */
1778         if (unlikely(!sd)) {
1779                 sched_setnuma(p, task_node(p));
1780                 return -EINVAL;
1781         }
1782
1783         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1784         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1785         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1786         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1787         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1788         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1789         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1790         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1791
1792         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1793         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1794
1795         /*
1796          * Look at other nodes in these cases:
1797          * - there is no space available on the preferred_nid
1798          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1799          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1800          *   we need to check other locations.
1801          */
1802         ng = deref_curr_numa_group(p);
1803         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
1804                 for_each_online_node(nid) {
1805                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1806                                 continue;
1807
1808                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1809                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1810                                                 dist != env.dist) {
1811                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1812                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1813                         }
1814
1815                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1816                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1817                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1818                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1819                                 continue;
1820
1821                         env.dist = dist;
1822                         env.dst_nid = nid;
1823                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1824                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1825                 }
1826         }
1827
1828         /*
1829          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1830          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1831          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1832          * settle down.
1833          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1834          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1835          */
1836         if (ng) {
1837                 if (env.best_cpu == -1)
1838                         nid = env.src_nid;
1839                 else
1840                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
1841
1842                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
1843                         sched_setnuma(p, nid);
1844         }
1845
1846         /* No better CPU than the current one was found. */
1847         if (env.best_cpu == -1)
1848                 return -EAGAIN;
1849
1850         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
1851         if (env.best_task == NULL) {
1852                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1853                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1854                 if (ret != 0)
1855                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1856                 return ret;
1857         }
1858
1859         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
1860         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1861
1862         if (ret != 0)
1863                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1864         put_task_struct(env.best_task);
1865         return ret;
1866 }
1867
1868 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1869 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1870 {
1871         unsigned long interval = HZ;
1872
1873         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1874         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
1875                 return;
1876
1877         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1878         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1879         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1880
1881         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1882         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1883                 return;
1884
1885         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1886         task_numa_migrate(p);
1887 }
1888
1889 /*
1890  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
1891  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1892  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1893  * located.
1894  */
1895 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
1896 {
1897         unsigned long faults, max_faults = 0;
1898         int nid, active_nodes = 0;
1899
1900         for_each_online_node(nid) {
1901                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1902                 if (faults > max_faults)
1903                         max_faults = faults;
1904         }
1905
1906         for_each_online_node(nid) {
1907                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1908                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
1909                         active_nodes++;
1910         }
1911
1912         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
1913         numa_group->active_nodes = active_nodes;
1914 }
1915
1916 /*
1917  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1918  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1919  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1920  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1921  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1922  */
1923 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1924 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1925
1926 /*
1927  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1928  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1929  * the page accesses are shared with other processes.
1930  * Otherwise, decrease the scan period.
1931  */
1932 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1933                         unsigned long shared, unsigned long private)
1934 {
1935         unsigned int period_slot;
1936         int lr_ratio, ps_ratio;
1937         int diff;
1938
1939         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1940         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1941
1942         /*
1943          * If there were no record hinting faults then either the task is
1944          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1945          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1946          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1947          * node is overloaded. In either case, scan slower
1948          */
1949         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1950                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1951                         p->numa_scan_period << 1);
1952
1953                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1954                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1955
1956                 return;
1957         }
1958
1959         /*
1960          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1961          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1962          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1963          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1964          */
1965         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1966         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1967         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
1968
1969         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1970                 /*
1971                  * Most memory accesses are local. There is no need to
1972                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
1973                  */
1974                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1975                 if (!slot)
1976                         slot = 1;
1977                 diff = slot * period_slot;
1978         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1979                 /*
1980                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
1981                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
1982                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
1983                  */
1984                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1985                 if (!slot)
1986                         slot = 1;
1987                 diff = slot * period_slot;
1988         } else {
1989                 /*
1990                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
1991                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
1992                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
1993                  */
1994                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
1995                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1996         }
1997
1998         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1999                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2000         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2001 }
2002
2003 /*
2004  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2005  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2006  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2007  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2008  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2009  */
2010 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2011 {
2012         u64 runtime, delta, now;
2013         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2014         now = p->se.exec_start;
2015         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2016
2017         if (p->last_task_numa_placement) {
2018                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2019                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2020
2021                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2022                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2023                         *period = 0;
2024         } else {
2025                 delta = p->se.avg.load_sum;
2026                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2027         }
2028
2029         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2030         p->last_task_numa_placement = now;
2031
2032         return delta;
2033 }
2034
2035 /*
2036  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2037  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2038  * otherwise workloads might not converge.
2039  */
2040 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2041 {
2042         nodemask_t nodes;
2043         int dist;
2044
2045         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2046         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2047                 return nid;
2048
2049         /*
2050          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2051          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2052          * both the node itself, and on nearby nodes.
2053          */
2054         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2055                 unsigned long score, max_score = 0;
2056                 int node, max_node = nid;
2057
2058                 dist = sched_max_numa_distance;
2059
2060                 for_each_online_node(node) {
2061                         score = group_weight(p, node, dist);
2062                         if (score > max_score) {
2063                                 max_score = score;
2064                                 max_node = node;
2065                         }
2066                 }
2067                 return max_node;
2068         }
2069
2070         /*
2071          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2072          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2073          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2074          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2075          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2076          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2077          * keep the complexity of the search down.
2078          */
2079         nodes = node_online_map;
2080         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2081                 unsigned long max_faults = 0;
2082                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2083                 int a, b;
2084
2085                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2086                 if (!find_numa_distance(dist))
2087                         continue;
2088
2089                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2090                         unsigned long faults = 0;
2091                         nodemask_t this_group;
2092                         nodes_clear(this_group);
2093
2094                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2095                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2096                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2097                                         faults += group_faults(p, b);
2098                                         node_set(b, this_group);
2099                                         node_clear(b, nodes);
2100                                 }
2101                         }
2102
2103                         /* Remember the top group. */
2104                         if (faults > max_faults) {
2105                                 max_faults = faults;
2106                                 max_group = this_group;
2107                                 /*
2108                                  * subtle: at the smallest distance there is
2109                                  * just one node left in each "group", the
2110                                  * winner is the preferred nid.
2111                                  */
2112                                 nid = a;
2113                         }
2114                 }
2115                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2116                 if (!max_faults)
2117                         break;
2118                 nodes = max_group;
2119         }
2120         return nid;
2121 }
2122
2123 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2124 {
2125         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2126         unsigned long max_faults = 0;
2127         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2128         unsigned long total_faults;
2129         u64 runtime, period;
2130         spinlock_t *group_lock = NULL;
2131         struct numa_group *ng;
2132
2133         /*
2134          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2135          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2136          * that the field is read in a single access:
2137          */
2138         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2139         if (p->numa_scan_seq == seq)
2140                 return;
2141         p->numa_scan_seq = seq;
2142         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2143
2144         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2145                        p->numa_faults_locality[1];
2146         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2147
2148         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2149         ng = deref_curr_numa_group(p);
2150         if (ng) {
2151                 group_lock = &ng->lock;
2152                 spin_lock_irq(group_lock);
2153         }
2154
2155         /* Find the node with the highest number of faults */
2156         for_each_online_node(nid) {
2157                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2158                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2159                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2160                 int priv;
2161
2162                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2163                         long diff, f_diff, f_weight;
2164
2165                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2166                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2167                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2168                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2169
2170                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2171                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2172                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2173                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2174
2175                         /*
2176                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2177                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2178                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2179                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2180                          * faults are less important.
2181                          */
2182                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2183                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2184                                    (total_faults + 1);
2185                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2186                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2187
2188                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2189                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2190                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2191                         p->total_numa_faults += diff;
2192                         if (ng) {
2193                                 /*
2194                                  * safe because we can only change our own group
2195                                  *
2196                                  * mem_idx represents the offset for a given
2197                                  * nid and priv in a specific region because it
2198                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2199                                  */
2200                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2201                                 ng->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2202                                 ng->total_faults += diff;
2203                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2204                         }
2205                 }
2206
2207                 if (!ng) {
2208                         if (faults > max_faults) {
2209                                 max_faults = faults;
2210                                 max_nid = nid;
2211                         }
2212                 } else if (group_faults > max_faults) {
2213                         max_faults = group_faults;
2214                         max_nid = nid;
2215                 }
2216         }
2217
2218         if (ng) {
2219                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2220                 spin_unlock_irq(group_lock);
2221                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2222         }
2223
2224         if (max_faults) {
2225                 /* Set the new preferred node */
2226                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2227                         sched_setnuma(p, max_nid);
2228         }
2229
2230         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2231 }
2232
2233 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2234 {
2235         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2236 }
2237
2238 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2239 {
2240         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2241                 kfree_rcu(grp, rcu);
2242 }
2243
2244 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2245                         int *priv)
2246 {
2247         struct numa_group *grp, *my_grp;
2248         struct task_struct *tsk;
2249         bool join = false;
2250         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2251         int i;
2252
2253         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2254                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2255                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2256
2257                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2258                 if (!grp)
2259                         return;
2260
2261                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2262                 grp->active_nodes = 1;
2263                 grp->max_faults_cpu = 0;
2264                 spin_lock_init(&grp->lock);
2265                 grp->gid = p->pid;
2266                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2267                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2268                                                 nr_node_ids;
2269
2270                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2271                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2272
2273                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2274
2275                 grp->nr_tasks++;
2276                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2277         }
2278
2279         rcu_read_lock();
2280         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2281
2282         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2283                 goto no_join;
2284
2285         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2286         if (!grp)
2287                 goto no_join;
2288
2289         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2290         if (grp == my_grp)
2291                 goto no_join;
2292
2293         /*
2294          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2295          * the other task will join us.
2296          */
2297         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2298                 goto no_join;
2299
2300         /*
2301          * Tie-break on the grp address.
2302          */
2303         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2304                 goto no_join;
2305
2306         /* Always join threads in the same process. */
2307         if (tsk->mm == current->mm)
2308                 join = true;
2309
2310         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2311         if (flags & TNF_SHARED)
2312                 join = true;
2313
2314         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2315         *priv = !join;
2316
2317         if (join && !get_numa_group(grp))
2318                 goto no_join;
2319
2320         rcu_read_unlock();
2321
2322         if (!join)
2323                 return;
2324
2325         BUG_ON(irqs_disabled());
2326         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2327
2328         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2329                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2330                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2331         }
2332         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2333         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2334
2335         my_grp->nr_tasks--;
2336         grp->nr_tasks++;
2337
2338         spin_unlock(&my_grp->lock);
2339         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2340
2341         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2342
2343         put_numa_group(my_grp);
2344         return;
2345
2346 no_join:
2347         rcu_read_unlock();
2348         return;
2349 }
2350
2351 /*
2352  * Get rid of NUMA staticstics associated with a task (either current or dead).
2353  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2354  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2355  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2356  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2357  */
2358 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2359 {
2360         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2361         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2362         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2363         unsigned long flags;
2364         int i;
2365
2366         if (!numa_faults)
2367                 return;
2368
2369         if (grp) {
2370                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2371                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2372                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2373                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2374
2375                 grp->nr_tasks--;
2376                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2377                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2378                 put_numa_group(grp);
2379         }
2380
2381         if (final) {
2382                 p->numa_faults = NULL;
2383                 kfree(numa_faults);
2384         } else {
2385                 p->total_numa_faults = 0;
2386                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2387                         numa_faults[i] = 0;
2388         }
2389 }
2390
2391 /*
2392  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2393  */
2394 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2395 {
2396         struct task_struct *p = current;
2397         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2398         int cpu_node = task_node(current);
2399         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2400         struct numa_group *ng;
2401         int priv;
2402
2403         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2404                 return;
2405
2406         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2407         if (!p->mm)
2408                 return;
2409
2410         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2411         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2412                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2413                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2414
2415                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2416                 if (!p->numa_faults)
2417                         return;
2418
2419                 p->total_numa_faults = 0;
2420                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2421         }
2422
2423         /*
2424          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2425          * to be private if the accessing pid has not changed
2426          */
2427         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2428                 priv = 1;
2429         } else {
2430                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2431                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2432                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2433         }
2434
2435         /*
2436          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2437          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2438          * actively using should be counted as local. This allows the
2439          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2440          */
2441         ng = deref_curr_numa_group(p);
2442         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2443                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2444                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2445                 local = 1;
2446
2447         /*
2448          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2449          * previously failed, or the scheduler moved us.
2450          */
2451         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2452                 task_numa_placement(p);
2453                 numa_migrate_preferred(p);
2454         }
2455
2456         if (migrated)
2457                 p->numa_pages_migrated += pages;
2458         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2459                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2460
2461         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2462         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2463         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2464 }
2465
2466 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2467 {
2468         /*
2469          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2470          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2471          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2472          * much of an issue though, since this is just used for
2473          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2474          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2475          */
2476         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2477         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2478 }
2479
2480 /*
2481  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2482  * Triggered from task_tick_numa().
2483  */
2484 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
2485 {
2486         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2487         struct task_struct *p = current;
2488         struct mm_struct *mm = p->mm;
2489         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2490         struct vm_area_struct *vma;
2491         unsigned long start, end;
2492         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2493         long pages, virtpages;
2494
2495         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2496
2497         work->next = work;
2498         /*
2499          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2500          *
2501          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2502          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2503          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2504          * work.
2505          */
2506         if (p->flags & PF_EXITING)
2507                 return;
2508
2509         if (!mm->numa_next_scan) {
2510                 mm->numa_next_scan = now +
2511                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2512         }
2513
2514         /*
2515          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2516          */
2517         migrate = mm->numa_next_scan;
2518         if (time_before(now, migrate))
2519                 return;
2520
2521         if (p->numa_scan_period == 0) {
2522                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2523                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2524         }
2525
2526         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2527         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2528                 return;
2529
2530         /*
2531          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2532          * the next time around.
2533          */
2534         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2535
2536         start = mm->numa_scan_offset;
2537         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2538         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2539         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2540         if (!pages)
2541                 return;
2542
2543
2544         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))
2545                 return;
2546         vma = find_vma(mm, start);
2547         if (!vma) {
2548                 reset_ptenuma_scan(p);
2549                 start = 0;
2550                 vma = mm->mmap;
2551         }
2552         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2553                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2554                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2555                         continue;
2556                 }
2557
2558                 /*
2559                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2560                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2561                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2562                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2563                  */
2564                 if (!vma->vm_mm ||
2565                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2566                         continue;
2567
2568                 /*
2569                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2570                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2571                  */
2572                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2573                         continue;
2574
2575                 do {
2576                         start = max(start, vma->vm_start);
2577                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2578                         end = min(end, vma->vm_end);
2579                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2580
2581                         /*
2582                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2583                          * hpages that have at least one present PTE that
2584                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2585                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2586                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2587                          * areas faster.
2588                          */
2589                         if (nr_pte_updates)
2590                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2591                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2592
2593                         start = end;
2594                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2595                                 goto out;
2596
2597                         cond_resched();
2598                 } while (end != vma->vm_end);
2599         }
2600
2601 out:
2602         /*
2603          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2604          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2605          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2606          * scanner to the start so check it now.
2607          */
2608         if (vma)
2609                 mm->numa_scan_offset = start;
2610         else
2611                 reset_ptenuma_scan(p);
2612         up_read(&mm->mmap_sem);
2613
2614         /*
2615          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2616          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2617          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2618          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2619          */
2620         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2621                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2622                 p->node_stamp += 32 * diff;
2623         }
2624 }
2625
2626 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2627 {
2628         int mm_users = 0;
2629         struct mm_struct *mm = p->mm;
2630
2631         if (mm) {
2632                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
2633                 if (mm_users == 1) {
2634                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2635                         mm->numa_scan_seq = 0;
2636                 }
2637         }
2638         p->node_stamp                   = 0;
2639         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
2640         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2641         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
2642         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
2643         p->numa_faults                  = NULL;
2644         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2645         p->last_task_numa_placement     = 0;
2646         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
2647
2648         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
2649
2650         /* New address space, reset the preferred nid */
2651         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
2652                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
2653                 return;
2654         }
2655
2656         /*
2657          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
2658          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
2659          */
2660         if (mm) {
2661                 unsigned int delay;
2662
2663                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
2664                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
2665                 delay += 2 * TICK_NSEC;
2666                 p->node_stamp = delay;
2667         }
2668 }
2669
2670 /*
2671  * Drive the periodic memory faults..
2672  */
2673 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2674 {
2675         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2676         u64 period, now;
2677
2678         /*
2679          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2680          */
2681         if ((curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) || work->next != work)
2682                 return;
2683
2684         /*
2685          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2686          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2687          * task needs to have done some actual work before we bother with
2688          * NUMA placement.
2689          */
2690         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2691         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2692
2693         if (now > curr->node_stamp + period) {
2694                 if (!curr->node_stamp)
2695                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2696                 curr->node_stamp += period;
2697
2698                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
2699                         task_work_add(curr, work, true);
2700         }
2701 }
2702
2703 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2704 {
2705         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2706         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2707
2708         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2709                 return;
2710
2711         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2712                 return;
2713
2714         if (src_nid == dst_nid)
2715                 return;
2716
2717         /*
2718          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2719          * has completed. This is most likely due to a new task that
2720          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2721          */
2722         if (p->numa_scan_seq) {
2723                 /*
2724                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2725                  * node or if the task was not previously running on
2726                  * the preferred node.
2727                  */
2728                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2729                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
2730                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
2731                         return;
2732         }
2733
2734         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2735 }
2736
2737 #else
2738 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2739 {
2740 }
2741
2742 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2743 {
2744 }
2745
2746 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2747 {
2748 }
2749
2750 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2751 {
2752 }
2753
2754 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2755
2756 static void
2757 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2758 {
2759         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2760 #ifdef CONFIG_SMP
2761         if (entity_is_task(se)) {
2762                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2763
2764                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2765                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2766         }
2767 #endif
2768         cfs_rq->nr_running++;
2769 }
2770
2771 static void
2772 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2773 {
2774         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2775 #ifdef CONFIG_SMP
2776         if (entity_is_task(se)) {
2777                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2778                 list_del_init(&se->group_node);
2779         }
2780 #endif
2781         cfs_rq->nr_running--;
2782 }
2783
2784 /*
2785  * Signed add and clamp on underflow.
2786  *
2787  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2788  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2789  * values.
2790  */
2791 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
2792         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2793         typeof(_val) val = (_val);                              \
2794         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2795                                                                 \
2796         res = var + val;                                        \
2797                                                                 \
2798         if (val < 0 && res > var)                               \
2799                 res = 0;                                        \
2800                                                                 \
2801         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2802 } while (0)
2803
2804 /*
2805  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2806  *
2807  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2808  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2809  * values.
2810  */
2811 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2812         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2813         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2814         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2815         res = var - val;                                        \
2816         if (res > var)                                          \
2817                 res = 0;                                        \
2818         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2819 } while (0)
2820
2821 /*
2822  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
2823  *
2824  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
2825  * and is thus optimized for local variable updates.
2826  */
2827 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
2828         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2829         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
2830 } while (0)
2831
2832 #ifdef CONFIG_SMP
2833 static inline void
2834 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2835 {
2836         cfs_rq->runnable_weight += se->runnable_weight;
2837
2838         cfs_rq->avg.runnable_load_avg += se->avg.runnable_load_avg;
2839         cfs_rq->avg.runnable_load_sum += se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum;
2840 }
2841
2842 static inline void
2843 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2844 {
2845         cfs_rq->runnable_weight -= se->runnable_weight;
2846
2847         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, se->avg.runnable_load_avg);
2848         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum,
2849                      se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum);
2850 }
2851
2852 static inline void
2853 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2854 {
2855         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2856         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
2857 }
2858
2859 static inline void
2860 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2861 {
2862         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2863         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
2864 }
2865 #else
2866 static inline void
2867 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2868 static inline void
2869 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2870 static inline void
2871 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2872 static inline void
2873 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2874 #endif
2875
2876 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2877                             unsigned long weight, unsigned long runnable)
2878 {
2879         if (se->on_rq) {
2880                 /* commit outstanding execution time */
2881                 if (cfs_rq->curr == se)
2882                         update_curr(cfs_rq);
2883                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2884                 dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2885         }
2886         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
2887
2888         se->runnable_weight = runnable;
2889         update_load_set(&se->load, weight);
2890
2891 #ifdef CONFIG_SMP
2892         do {
2893                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + se->avg.period_contrib;
2894
2895                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
2896                 se->avg.runnable_load_avg =
2897                         div_u64(se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum, divider);
2898         } while (0);
2899 #endif
2900
2901         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
2902         if (se->on_rq) {
2903                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2904                 enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2905         }
2906 }
2907
2908 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
2909 {
2910         struct sched_entity *se = &p->se;
2911         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2912         struct load_weight *load = &se->load;
2913         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
2914
2915         reweight_entity(cfs_rq, se, weight, weight);
2916         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
2917 }
2918
2919 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2920 #ifdef CONFIG_SMP
2921 /*
2922  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
2923  * global sum we all love to hate.
2924  *
2925  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
2926  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
2927  *
2928  *                     tg->weight * grq->load.weight
2929  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
2930  *                       \Sum grq->load.weight
2931  *
2932  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
2933  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
2934  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
2935  *
2936  * So instead of the above, we substitute:
2937  *
2938  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
2939  *
2940  * which yields the following:
2941  *
2942  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
2943  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
2944  *                             tg->load_avg
2945  *
2946  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
2947  *
2948  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
2949  *
2950  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
2951  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
2952  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
2953  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
2954  * yielding bad latency etc..
2955  *
2956  * Now, in that special case (1) reduces to:
2957  *
2958  *                     tg->weight * grq->load.weight
2959  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
2960  *                         grp->load.weight
2961  *
2962  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
2963  *
2964  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
2965  * UP case, like:
2966  *
2967  *   ge->load.weight =
2968  *
2969  *              tg->weight * grq->load.weight
2970  *     ---------------------------------------------------         (5)
2971  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
2972  *
2973  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
2974  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
2975  *
2976  *
2977  *                     tg->weight * grq->load.weight
2978  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
2979  *                             tg_load_avg'
2980  *
2981  * Where:
2982  *
2983  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
2984  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
2985  *
2986  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
2987  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
2988  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
2989  *
2990  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
2991  *
2992  * hence icky!
2993  */
2994 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2995 {
2996         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
2997         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2998
2999         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3000
3001         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3002
3003         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3004
3005         /* Ensure tg_weight >= load */
3006         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3007         tg_weight += load;
3008
3009         shares = (tg_shares * load);
3010         if (tg_weight)
3011                 shares /= tg_weight;
3012
3013         /*
3014          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3015          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3016          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3017          * the group on a CPU.
3018          *
3019          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3020          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3021          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3022          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3023          * instead of 0.
3024          */
3025         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3026 }
3027
3028 /*
3029  * This calculates the effective runnable weight for a group entity based on
3030  * the group entity weight calculated above.
3031  *
3032  * Because of the above approximation (2), our group entity weight is
3033  * an load_avg based ratio (3). This means that it includes blocked load and
3034  * does not represent the runnable weight.
3035  *
3036  * Approximate the group entity's runnable weight per ratio from the group
3037  * runqueue:
3038  *
3039  *                                           grq->avg.runnable_load_avg
3040  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight * -------------------------- (7)
3041  *                                               grq->avg.load_avg
3042  *
3043  * However, analogous to above, since the avg numbers are slow, this leads to
3044  * transients in the from-idle case. Instead we use:
3045  *
3046  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight *
3047  *
3048  *              max(grq->avg.runnable_load_avg, grq->runnable_weight)
3049  *              -----------------------------------------------------   (8)
3050  *                    max(grq->avg.load_avg, grq->load.weight)
3051  *
3052  * Where these max() serve both to use the 'instant' values to fix the slow
3053  * from-idle and avoid the /0 on to-idle, similar to (6).
3054  */
3055 static long calc_group_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, long shares)
3056 {
3057         long runnable, load_avg;
3058
3059         load_avg = max(cfs_rq->avg.load_avg,
3060                        scale_load_down(cfs_rq->load.weight));
3061
3062         runnable = max(cfs_rq->avg.runnable_load_avg,
3063                        scale_load_down(cfs_rq->runnable_weight));
3064
3065         runnable *= shares;
3066         if (load_avg)
3067                 runnable /= load_avg;
3068
3069         return clamp_t(long, runnable, MIN_SHARES, shares);
3070 }
3071 #endif /* CONFIG_SMP */
3072
3073 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3074
3075 /*
3076  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3077  * runqueue.
3078  */
3079 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3080 {
3081         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3082         long shares, runnable;
3083
3084         if (!gcfs_rq)
3085                 return;
3086
3087         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3088                 return;
3089
3090 #ifndef CONFIG_SMP
3091         runnable = shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3092
3093         if (likely(se->load.weight == shares))
3094                 return;
3095 #else
3096         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3097         runnable = calc_group_runnable(gcfs_rq, shares);
3098 #endif
3099
3100         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares, runnable);
3101 }
3102
3103 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3104 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3105 {
3106 }
3107 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3108
3109 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3110 {
3111         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3112
3113         if (&rq->cfs == cfs_rq || (flags & SCHED_CPUFREQ_MIGRATION)) {
3114                 /*
3115                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3116                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3117                  * a real problem.
3118                  *
3119                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3120                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3121                  * number include things like RT tasks.
3122                  *
3123                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3124                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3125                  *
3126                  * See cpu_util().
3127                  */
3128                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3129         }
3130 }
3131
3132 #ifdef CONFIG_SMP
3133 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3134 /**
3135  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3136  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3137  * @force: update regardless of how small the difference
3138  *
3139  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3140  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3141  * considerations.
3142  *
3143  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3144  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3145  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3146  *
3147  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3148  */
3149 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
3150 {
3151         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3152
3153         /*
3154          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3155          */
3156         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3157                 return;
3158
3159         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3160                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3161                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3162         }
3163 }
3164
3165 /*
3166  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3167  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3168  * including the state of rq->lock, should be made.
3169  */
3170 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3171                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3172 {
3173         u64 p_last_update_time;
3174         u64 n_last_update_time;
3175
3176         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3177                 return;
3178
3179         /*
3180          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3181          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3182          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3183          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3184          * the wakee more load sounds not bad.
3185          */
3186         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3187                 return;
3188
3189 #ifndef CONFIG_64BIT
3190         {
3191                 u64 p_last_update_time_copy;
3192                 u64 n_last_update_time_copy;
3193
3194                 do {
3195                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3196                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3197
3198                         smp_rmb();
3199
3200                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3201                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3202
3203                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3204                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3205         }
3206 #else
3207         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3208         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3209 #endif
3210         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3211         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3212 }
3213
3214
3215 /*
3216  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3217  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3218  * that for each group:
3219  *
3220  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3221  *
3222  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3223  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3224  *
3225  * Per the above update_tg_cfs_util() is trivial and simply copies the running
3226  * sum over (but still wrong, because the group entity and group rq do not have
3227  * their PELT windows aligned).
3228  *
3229  * However, update_tg_cfs_runnable() is more complex. So we have:
3230  *
3231  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3232  *
3233  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3234  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3235  *
3236  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3237  *
3238  * And per (1) we have:
3239  *
3240  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3241  *
3242  * Which gives:
3243  *
3244  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3245  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3246  *                               grq->load.weight
3247  *
3248  * Except that is wrong!
3249  *
3250  * Because while for entities historical weight is not important and we
3251  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3252  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3253  *
3254  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3255  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3256  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3257  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3258  *
3259  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3260  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3261  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3262  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3263  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3264  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3265  *
3266  * So we'll have to approximate.. :/
3267  *
3268  * Given the constraint:
3269  *
3270  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3271  *
3272  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3273  * overlap.
3274  *
3275  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3276  *
3277  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3278  *
3279  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3280  *
3281  */
3282
3283 static inline void
3284 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3285 {
3286         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3287
3288         /* Nothing to update */
3289         if (!delta)
3290                 return;
3291
3292         /*
3293          * The relation between sum and avg is:
3294          *
3295          *   LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib
3296          *
3297          * however, the PELT windows are not aligned between grq and gse.
3298          */
3299
3300         /* Set new sched_entity's utilization */
3301         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3302         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3303
3304         /* Update parent cfs_rq utilization */
3305         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3306         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3307 }
3308
3309 static inline void
3310 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3311 {
3312         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3313         unsigned long runnable_load_avg, load_avg;
3314         u64 runnable_load_sum, load_sum = 0;
3315         s64 delta_sum;
3316
3317         if (!runnable_sum)
3318                 return;
3319
3320         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3321
3322         if (runnable_sum >= 0) {
3323                 /*
3324                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3325                  * the CPU is saturated running == runnable.
3326                  */
3327                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3328                 runnable_sum = min(runnable_sum, (long)LOAD_AVG_MAX);
3329         } else {
3330                 /*
3331                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3332                  * assuming all tasks are equally runnable.
3333                  */
3334                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3335                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3336                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3337                 }
3338
3339                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3340                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3341         }
3342
3343         /*
3344          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3345          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3346          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3347          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3348          */
3349         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3350         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3351
3352         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3353         load_avg = div_s64(load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3354
3355         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3356         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3357
3358         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3359         se->avg.load_avg = load_avg;
3360         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3361         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3362
3363         runnable_load_sum = (s64)se_runnable(se) * runnable_sum;
3364         runnable_load_avg = div_s64(runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3365         delta_sum = runnable_load_sum - se_weight(se) * se->avg.runnable_load_sum;
3366         delta_avg = runnable_load_avg - se->avg.runnable_load_avg;
3367
3368         se->avg.runnable_load_sum = runnable_sum;
3369         se->avg.runnable_load_avg = runnable_load_avg;
3370
3371         if (se->on_rq) {
3372                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, delta_avg);
3373                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum, delta_sum);
3374         }
3375 }
3376
3377 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3378 {
3379         cfs_rq->propagate = 1;
3380         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3381 }
3382
3383 /* Update task and its cfs_rq load average */
3384 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3385 {
3386         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3387
3388         if (entity_is_task(se))
3389                 return 0;
3390
3391         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3392         if (!gcfs_rq->propagate)
3393                 return 0;
3394
3395         gcfs_rq->propagate = 0;
3396
3397         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3398
3399         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3400
3401         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3402         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3403
3404         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3405         trace_pelt_se_tp(se);
3406
3407         return 1;
3408 }
3409
3410 /*
3411  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3412  * group_entity:
3413  */
3414 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3415 {
3416         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3417
3418         /*
3419          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3420          * decay it:
3421          */
3422         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3423                 return false;
3424
3425         /*
3426          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3427          * the utilization of the sched_entity:
3428          */
3429         if (gcfs_rq->propagate)
3430                 return false;
3431
3432         /*
3433          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3434          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3435          * waste of time to try to decay it:
3436          */
3437         return true;
3438 }
3439
3440 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3441
3442 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
3443
3444 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3445 {
3446         return 0;
3447 }
3448
3449 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3450
3451 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3452
3453 /**
3454  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3455  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3456  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3457  *
3458  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3459  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3460  * post_init_entity_util_avg().
3461  *
3462  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3463  *
3464  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3465  *
3466  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3467  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3468  */
3469 static inline int
3470 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3471 {
3472         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable_sum = 0;
3473         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3474         int decayed = 0;
3475
3476         if (cfs_rq->removed.nr) {
3477                 unsigned long r;
3478                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib;
3479
3480                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3481                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3482                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3483                 swap(cfs_rq->removed.runnable_sum, removed_runnable_sum);
3484                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3485                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3486
3487                 r = removed_load;
3488                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3489                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3490
3491                 r = removed_util;
3492                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3493                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3494
3495                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -(long)removed_runnable_sum);
3496
3497                 decayed = 1;
3498         }
3499
3500         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3501
3502 #ifndef CONFIG_64BIT
3503         smp_wmb();
3504         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3505 #endif
3506
3507         return decayed;
3508 }
3509
3510 /**
3511  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3512  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3513  * @se: sched_entity to attach
3514  * @flags: migration hints
3515  *
3516  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3517  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3518  */
3519 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3520 {
3521         u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + cfs_rq->avg.period_contrib;
3522
3523         /*
3524          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3525          * window because without that, really weird and wonderful things can
3526          * happen.
3527          *
3528          * XXX illustrate
3529          */
3530         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3531         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3532
3533         /*
3534          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3535          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3536          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3537          * _sum a little.
3538          */
3539         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3540
3541         se->avg.load_sum = divider;
3542         if (se_weight(se)) {
3543                 se->avg.load_sum =
3544                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3545         }
3546
3547         se->avg.runnable_load_sum = se->avg.load_sum;
3548
3549         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3550         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3551         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3552
3553         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3554
3555         cfs_rq_util_change(cfs_rq, flags);
3556
3557         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3558 }
3559
3560 /**
3561  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3562  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3563  * @se: sched_entity to detach
3564  *
3565  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3566  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3567  */
3568 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3569 {
3570         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3571         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3572         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3573
3574         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3575
3576         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3577
3578         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3579 }
3580
3581 /*
3582  * Optional action to be done while updating the load average
3583  */
3584 #define UPDATE_TG       0x1
3585 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3586 #define DO_ATTACH       0x4
3587
3588 /* Update task and its cfs_rq load average */
3589 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3590 {
3591         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
3592         int decayed;
3593
3594         /*
3595          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3596          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3597          */
3598         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3599                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
3600
3601         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3602         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3603
3604         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3605
3606                 /*
3607                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3608                  * !last_update_time means we've passed through
3609                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3610                  *
3611                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3612                  */
3613                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, SCHED_CPUFREQ_MIGRATION);
3614                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3615
3616         } else if (decayed) {
3617                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3618
3619                 if (flags & UPDATE_TG)
3620                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3621         }
3622 }
3623
3624 #ifndef CONFIG_64BIT
3625 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3626 {
3627         u64 last_update_time_copy;
3628         u64 last_update_time;
3629
3630         do {
3631                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3632                 smp_rmb();
3633                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3634         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3635
3636         return last_update_time;
3637 }
3638 #else
3639 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3640 {
3641         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3642 }
3643 #endif
3644
3645 /*
3646  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3647  * the previous rq.
3648  */
3649 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3650 {
3651         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3652         u64 last_update_time;
3653
3654         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3655         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
3656 }
3657
3658 /*
3659  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3660  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3661  */
3662 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3663 {
3664         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3665         unsigned long flags;
3666
3667         /*
3668          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3669          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3670          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3671          */
3672
3673         sync_entity_load_avg(se);
3674
3675         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3676         ++cfs_rq->removed.nr;
3677         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3678         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3679         cfs_rq->removed.runnable_sum    += se->avg.load_sum; /* == runnable_sum */
3680         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3681 }
3682
3683 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3684 {
3685         return cfs_rq->avg.runnable_load_avg;
3686 }
3687
3688 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3689 {
3690         return cfs_rq->avg.load_avg;
3691 }
3692
3693 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3694 {
3695         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3696 }
3697
3698 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3699 {
3700         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3701
3702         return (max(ue.ewma, ue.enqueued) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3703 }
3704
3705 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3706 {
3707         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3708 }
3709
3710 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3711                                     struct task_struct *p)
3712 {
3713         unsigned int enqueued;
3714
3715         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3716                 return;
3717
3718         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3719         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3720         enqueued += _task_util_est(p);
3721         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3722 }
3723
3724 /*
3725  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3726  * based on the observation that:
3727  *
3728  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3729  *
3730  * NOTE: this only works when value + maring < INT_MAX.
3731  */
3732 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3733 {
3734         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3735 }
3736
3737 static void
3738 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p, bool task_sleep)
3739 {
3740         long last_ewma_diff;
3741         struct util_est ue;
3742         int cpu;
3743
3744         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3745                 return;
3746
3747         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3748         ue.enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3749         ue.enqueued -= min_t(unsigned int, ue.enqueued, _task_util_est(p));
3750         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, ue.enqueued);
3751
3752         /*
3753          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3754          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3755          */
3756         if (!task_sleep)
3757                 return;
3758
3759         /*
3760          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3761          * skip the util_est update.
3762          */
3763         ue = p->se.avg.util_est;
3764         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3765                 return;
3766
3767         /*
3768          * Skip update of task's estimated utilization when its EWMA is
3769          * already ~1% close to its last activation value.
3770          */
3771         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3772         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
3773         if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)))
3774                 return;
3775
3776         /*
3777          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
3778          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
3779          */
3780         cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
3781         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu))
3782                 return;
3783
3784         /*
3785          * Update Task's estimated utilization
3786          *
3787          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
3788          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
3789          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
3790          * Weighted Moving Average (EWMA):
3791          *
3792          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
3793          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
3794          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
3795          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
3796          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
3797          *
3798          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
3799          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
3800          */
3801         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3802         ue.ewma  += last_ewma_diff;
3803         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3804         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
3805 }
3806
3807 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
3808 {
3809         return fits_capacity(task_util_est(p), capacity);
3810 }
3811
3812 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
3813 {
3814         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
3815                 return;
3816
3817         if (!p || p->nr_cpus_allowed == 1) {
3818                 rq->misfit_task_load = 0;
3819                 return;
3820         }
3821
3822         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
3823                 rq->misfit_task_load = 0;
3824                 return;
3825         }
3826
3827         /*
3828          * Make sure that misfit_task_load will not be null even if
3829          * task_h_load() returns 0.
3830          */
3831         rq->misfit_task_load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
3832 }
3833
3834 #else /* CONFIG_SMP */
3835
3836 #define UPDATE_TG       0x0
3837 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3838 #define DO_ATTACH       0x0
3839
3840 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
3841 {
3842         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3843 }
3844
3845 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3846
3847 static inline void
3848 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags) {}
3849 static inline void
3850 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3851
3852 static inline int idle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
3853 {
3854         return 0;
3855 }
3856
3857 static inline void
3858 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
3859
3860 static inline void
3861 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
3862                  bool task_sleep) {}
3863 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
3864
3865 #endif /* CONFIG_SMP */
3866
3867 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3868 {
3869 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3870         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3871
3872         if (d < 0)
3873                 d = -d;
3874
3875         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3876                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
3877 #endif
3878 }
3879
3880 static void
3881 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3882 {
3883         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3884
3885         /*
3886          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3887          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3888          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3889          * stays open at the end.
3890          */
3891         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3892                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3893
3894         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3895         if (!initial) {
3896                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3897
3898                 /*
3899                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3900                  * for a gentler effect of sleepers:
3901                  */
3902                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3903                         thresh >>= 1;
3904
3905                 vruntime -= thresh;
3906         }
3907
3908         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3909         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3910 }
3911
3912 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3913
3914 static inline void check_schedstat_required(void)
3915 {
3916 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3917         if (schedstat_enabled())
3918                 return;
3919
3920         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
3921         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
3922                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
3923                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
3924                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
3925                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
3926                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
3927                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
3928                              "kernel parameter schedstats=enable or "
3929                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
3930         }
3931 #endif
3932 }
3933
3934 static inline bool cfs_bandwidth_used(void);
3935
3936 /*
3937  * MIGRATION
3938  *
3939  *      dequeue
3940  *        update_curr()
3941  *          update_min_vruntime()
3942  *        vruntime -= min_vruntime
3943  *
3944  *      enqueue
3945  *        update_curr()
3946  *          update_min_vruntime()
3947  *        vruntime += min_vruntime
3948  *
3949  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
3950  * min_vruntime are up-to-date.
3951  *
3952  * WAKEUP (remote)
3953  *
3954  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
3955  *        vruntime -= min_vruntime
3956  *
3957  *      enqueue
3958  *        update_curr()
3959  *          update_min_vruntime()
3960  *        vruntime += min_vruntime
3961  *
3962  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
3963  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
3964  */
3965
3966 static void
3967 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3968 {
3969         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
3970         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3971
3972         /*
3973          * If we're the current task, we must renormalise before calling
3974          * update_curr().
3975          */
3976         if (renorm && curr)
3977                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3978
3979         update_curr(cfs_rq);
3980
3981         /*
3982          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
3983          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
3984          * placed in the past could significantly boost this task to the
3985          * fairness detriment of existing tasks.
3986          */
3987         if (renorm && !curr)
3988                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3989
3990         /*
3991          * When enqueuing a sched_entity, we must:
3992          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3993          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
3994          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
3995          *     its group cfs_rq
3996          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
3997          */
3998         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
3999         update_cfs_group(se);
4000         enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
4001         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
4002
4003         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4004                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4005
4006         check_schedstat_required();
4007         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
4008         check_spread(cfs_rq, se);
4009         if (!curr)
4010                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4011         se->on_rq = 1;
4012
4013         /*
4014          * When bandwidth control is enabled, cfs might have been removed
4015          * because of a parent been throttled but cfs->nr_running > 1. Try to
4016          * add it unconditionnally.
4017          */
4018         if (cfs_rq->nr_running == 1 || cfs_bandwidth_used())
4019                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4020
4021         if (cfs_rq->nr_running == 1)
4022                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4023 }
4024
4025 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4026 {
4027         for_each_sched_entity(se) {
4028                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4029                 if (cfs_rq->last != se)
4030                         break;
4031
4032                 cfs_rq->last = NULL;
4033         }
4034 }
4035
4036 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4037 {
4038         for_each_sched_entity(se) {
4039                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4040                 if (cfs_rq->next != se)
4041                         break;
4042
4043                 cfs_rq->next = NULL;
4044         }
4045 }
4046
4047 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4048 {
4049         for_each_sched_entity(se) {
4050                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4051                 if (cfs_rq->skip != se)
4052                         break;
4053
4054                 cfs_rq->skip = NULL;
4055         }
4056 }
4057
4058 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4059 {
4060         if (cfs_rq->last == se)
4061                 __clear_buddies_last(se);
4062
4063         if (cfs_rq->next == se)
4064                 __clear_buddies_next(se);
4065
4066         if (cfs_rq->skip == se)
4067                 __clear_buddies_skip(se);
4068 }
4069
4070 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4071
4072 static void
4073 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4074 {
4075         /*
4076          * Update run-time statistics of the 'current'.
4077          */
4078         update_curr(cfs_rq);
4079
4080         /*
4081          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4082          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4083          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4084          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4085          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4086          *     of its group cfs_rq.
4087          */
4088         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4089         dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
4090
4091         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
4092
4093         clear_buddies(cfs_rq, se);
4094
4095         if (se != cfs_rq->curr)
4096                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4097         se->on_rq = 0;
4098         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4099
4100         /*
4101          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4102          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4103          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4104          * can move min_vruntime forward still more.
4105          */
4106         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4107                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4108
4109         /* return excess runtime on last dequeue */
4110         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4111
4112         update_cfs_group(se);
4113
4114         /*
4115          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4116          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4117          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4118          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4119          */
4120         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4121                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4122 }
4123
4124 /*
4125  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4126  */
4127 static void
4128 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4129 {
4130         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4131         struct sched_entity *se;
4132         s64 delta;
4133
4134         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4135         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4136         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4137                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4138                 /*
4139                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4140                  * re-elected due to buddy favours.
4141                  */
4142                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4143                 return;
4144         }
4145
4146         /*
4147          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4148          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4149          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4150          */
4151         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4152                 return;
4153
4154         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4155         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4156
4157         if (delta < 0)
4158                 return;
4159
4160         if (delta > ideal_runtime)
4161                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4162 }
4163
4164 static void
4165 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4166 {
4167         /* 'current' is not kept within the tree. */
4168         if (se->on_rq) {
4169                 /*
4170                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4171                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4172                  * runqueue.
4173                  */
4174                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4175                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4176                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4177         }
4178
4179         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4180         cfs_rq->curr = se;
4181
4182         /*
4183          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4184          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4185          * when there are only lesser-weight tasks around):
4186          */
4187         if (schedstat_enabled() &&
4188             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4189                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4190                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4191                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4192         }
4193
4194         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4195 }
4196
4197 static int
4198 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4199
4200 /*
4201  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4202  * 1) keep things fair between processes/task groups
4203  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4204  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4205  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4206  */
4207 static struct sched_entity *
4208 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4209 {
4210         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4211         struct sched_entity *se;
4212
4213         /*
4214          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4215          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4216          */
4217         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4218                 left = curr;
4219
4220         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4221
4222         /*
4223          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4224          * be done without getting too unfair.
4225          */
4226         if (cfs_rq->skip == se) {
4227                 struct sched_entity *second;
4228
4229                 if (se == curr) {
4230                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4231                 } else {
4232                         second = __pick_next_entity(se);
4233                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4234                                 second = curr;
4235                 }
4236
4237                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4238                         se = second;
4239         }
4240
4241         /*
4242          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4243          */
4244         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
4245                 se = cfs_rq->last;
4246
4247         /*
4248          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4249          */
4250         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
4251                 se = cfs_rq->next;
4252
4253         clear_buddies(cfs_rq, se);
4254
4255         return se;
4256 }
4257
4258 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4259
4260 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4261 {
4262         /*
4263          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4264          * was not called and update_curr() has to be done:
4265          */
4266         if (prev->on_rq)
4267                 update_curr(cfs_rq);
4268
4269         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4270         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4271
4272         check_spread(cfs_rq, prev);
4273
4274         if (prev->on_rq) {
4275                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4276                 /* Put 'current' back into the tree. */
4277                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4278                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4279                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4280         }
4281         cfs_rq->curr = NULL;
4282 }
4283
4284 static void
4285 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4286 {
4287         /*
4288          * Update run-time statistics of the 'current'.
4289          */
4290         update_curr(cfs_rq);
4291
4292         /*
4293          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4294          */
4295         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4296         update_cfs_group(curr);
4297
4298 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4299         /*
4300          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4301          * validating it and just reschedule.
4302          */
4303         if (queued) {
4304                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4305                 return;
4306         }
4307         /*
4308          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4309          */
4310         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4311                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4312                 return;
4313 #endif
4314
4315         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4316                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4317 }
4318
4319
4320 /**************************************************
4321  * CFS bandwidth control machinery
4322  */
4323
4324 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4325
4326 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4327 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4328
4329 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4330 {
4331         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4332 }
4333
4334 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4335 {
4336         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4337 }
4338
4339 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4340 {
4341         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4342 }
4343 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4344 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4345 {
4346         return true;
4347 }
4348
4349 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4350 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4351 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4352
4353 /*
4354  * default period for cfs group bandwidth.
4355  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4356  */
4357 static inline u64 default_cfs_period(void)
4358 {
4359         return 100000000ULL;
4360 }
4361
4362 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4363 {
4364         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4365 }
4366
4367 /*
4368  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
4369  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
4370  * around rq->lock.
4371  *
4372  * requires cfs_b->lock
4373  */
4374 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4375 {
4376         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF)
4377                 cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4378 }
4379
4380 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4381 {
4382         return &tg->cfs_bandwidth;
4383 }
4384
4385 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4386 static int __assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4387                                    struct cfs_rq *cfs_rq, u64 target_runtime)
4388 {
4389         u64 min_amount, amount = 0;
4390
4391         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4392
4393         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4394         min_amount = target_runtime - cfs_rq->runtime_remaining;
4395
4396         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4397                 amount = min_amount;
4398         else {
4399                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4400
4401                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4402                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4403                         cfs_b->runtime -= amount;
4404                         cfs_b->idle = 0;
4405                 }
4406         }
4407
4408         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4409
4410         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4411 }
4412
4413 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4414 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4415 {
4416         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4417         int ret;
4418
4419         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4420         ret = __assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, sched_cfs_bandwidth_slice());
4421         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4422
4423         return ret;
4424 }
4425
4426 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4427 {
4428         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4429         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4430
4431         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4432                 return;
4433
4434         if (cfs_rq->throttled)
4435                 return;
4436         /*
4437          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4438          * hierarchy can be throttled
4439          */
4440         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4441                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4442 }
4443
4444 static __always_inline
4445 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4446 {
4447         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4448                 return;
4449
4450         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4451 }
4452
4453 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4454 {
4455         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4456 }
4457
4458 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4459 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4460 {
4461         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4462 }
4463
4464 /*
4465  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4466  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4467  * load-balance operations.
4468  */
4469 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4470                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4471 {
4472         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4473
4474         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4475         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4476
4477         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4478                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4479 }
4480
4481 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4482 {
4483         struct rq *rq = data;
4484         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4485
4486         cfs_rq->throttle_count--;
4487         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4488                 cfs_rq->throttled_clock_pelt_time += rq_clock_pelt(rq) -
4489                                              cfs_rq->throttled_clock_pelt;
4490
4491                 /* Add cfs_rq with already running entity in the list */
4492                 if (cfs_rq->nr_running >= 1)
4493                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4494         }
4495
4496         return 0;
4497 }
4498
4499 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4500 {
4501         struct rq *rq = data;
4502         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4503
4504         /* group is entering throttled state, stop time */
4505         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4506                 cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(rq);
4507                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4508         }
4509         cfs_rq->throttle_count++;
4510
4511         return 0;
4512 }
4513
4514 static bool throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4515 {
4516         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4517         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4518         struct sched_entity *se;
4519         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4520
4521         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4522         /* This will start the period timer if necessary */
4523         if (__assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, 1)) {
4524                 /*
4525                  * We have raced with bandwidth becoming available, and if we
4526                  * actually throttled the timer might not unthrottle us for an
4527                  * entire period. We additionally needed to make sure that any
4528                  * subsequent check_cfs_rq_runtime calls agree not to throttle
4529                  * us, as we may commit to do cfs put_prev+pick_next, so we ask
4530                  * for 1ns of runtime rather than just check cfs_b.
4531                  */
4532                 dequeue = 0;
4533         } else {
4534                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list,
4535                                   &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4536         }
4537         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4538
4539         if (!dequeue)
4540                 return false;  /* Throttle no longer required. */
4541
4542         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4543
4544         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4545         rcu_read_lock();
4546         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4547         rcu_read_unlock();
4548
4549         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4550         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4551         for_each_sched_entity(se) {
4552                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4553                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4554                 if (!se->on_rq)
4555                         break;
4556
4557                 if (dequeue)
4558                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4559                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4560                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4561
4562                 if (qcfs_rq->load.weight)
4563                         dequeue = 0;
4564         }
4565
4566         if (!se)
4567                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4568
4569         /*
4570          * Note: distribution will already see us throttled via the
4571          * throttled-list.  rq->lock protects completion.
4572          */
4573         cfs_rq->throttled = 1;
4574         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4575         return true;
4576 }
4577
4578 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4579 {
4580         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4581         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4582         struct sched_entity *se;
4583         long task_delta, idle_task_delta;
4584
4585         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4586
4587         cfs_rq->throttled = 0;
4588
4589         update_rq_clock(rq);
4590
4591         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4592         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4593         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4594         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4595
4596         /* update hierarchical throttle state */
4597         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4598
4599         if (!cfs_rq->load.weight)
4600                 return;
4601
4602         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4603         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4604         for_each_sched_entity(se) {
4605                 if (se->on_rq)
4606                         break;
4607                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4608                 enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4609
4610                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4611                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4612
4613                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
4614                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4615                         goto unthrottle_throttle;
4616         }
4617
4618         for_each_sched_entity(se) {
4619                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4620
4621                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4622                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4623
4624
4625                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
4626                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4627                         goto unthrottle_throttle;
4628
4629                 /*
4630                  * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
4631                  * list. Add it back to not break the leaf list.
4632                  */
4633                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4634                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4635         }
4636
4637         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
4638         add_nr_running(rq, task_delta);
4639
4640 unthrottle_throttle:
4641         /*
4642          * The cfs_rq_throttled() breaks in the above iteration can result in
4643          * incomplete leaf list maintenance, resulting in triggering the
4644          * assertion below.
4645          */
4646         for_each_sched_entity(se) {
4647                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4648
4649                 if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
4650                         break;
4651         }
4652
4653         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
4654
4655         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4656         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4657                 resched_curr(rq);
4658 }
4659
4660 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 remaining)
4661 {
4662         struct cfs_rq *cfs_rq;
4663         u64 runtime;
4664         u64 starting_runtime = remaining;
4665
4666         rcu_read_lock();
4667         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4668                                 throttled_list) {
4669                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4670                 struct rq_flags rf;
4671
4672                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
4673                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4674                         goto next;
4675
4676                 /* By the above check, this should never be true */
4677                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
4678
4679                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4680                 if (runtime > remaining)
4681                         runtime = remaining;
4682                 remaining -= runtime;
4683
4684                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4685
4686                 /* we check whether we're throttled above */
4687                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4688                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4689
4690 next:
4691                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
4692
4693                 if (!remaining)
4694                         break;
4695         }
4696         rcu_read_unlock();
4697
4698         return starting_runtime - remaining;
4699 }
4700
4701 /*
4702  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4703  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4704  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4705  * used to track this state.
4706  */
4707 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
4708 {
4709         u64 runtime;
4710         int throttled;
4711
4712         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4713         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4714                 goto out_deactivate;
4715
4716         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4717         cfs_b->nr_periods += overrun;
4718
4719         /*
4720          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4721          * we're going inactive then everything else can be deferred
4722          */
4723         if (cfs_b->idle && !throttled)
4724                 goto out_deactivate;
4725
4726         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4727
4728         if (!throttled) {
4729                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4730                 cfs_b->idle = 1;
4731                 return 0;
4732         }
4733
4734         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4735         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4736
4737         /*
4738          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4739          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4740          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4741          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4742          * only by limited amounts in that extreme case.
4743          */
4744         while (throttled && cfs_b->runtime > 0 && !cfs_b->distribute_running) {
4745                 runtime = cfs_b->runtime;
4746                 cfs_b->distribute_running = 1;
4747                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4748                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4749                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime);
4750                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4751
4752                 cfs_b->distribute_running = 0;
4753                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4754
4755                 lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4756         }
4757
4758         /*
4759          * While we are ensured activity in the period following an
4760          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4761          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4762          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4763          */
4764         cfs_b->idle = 0;
4765
4766         return 0;
4767
4768 out_deactivate:
4769         return 1;
4770 }
4771
4772 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4773 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4774 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4775 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4776 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4777 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4778
4779 /*
4780  * Are we near the end of the current quota period?
4781  *
4782  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4783  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4784  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4785  */
4786 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4787 {
4788         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4789         s64 remaining;
4790
4791         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4792         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4793                 return 1;
4794
4795         /* is a quota refresh about to occur? */
4796         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4797         if (remaining < (s64)min_expire)
4798                 return 1;
4799
4800         return 0;
4801 }
4802
4803 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4804 {
4805         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4806
4807         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4808         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4809                 return;
4810
4811         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
4812         if (cfs_b->slack_started)
4813                 return;
4814         cfs_b->slack_started = true;
4815
4816         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4817                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4818                         HRTIMER_MODE_REL);
4819 }
4820
4821 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4822 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4823 {
4824         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4825         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4826
4827         if (slack_runtime <= 0)
4828                 return;
4829
4830         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4831         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
4832                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4833
4834                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4835                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4836                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4837                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4838         }
4839         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4840
4841         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4842         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4843 }
4844
4845 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4846 {
4847         if (!cfs_bandwidth_used())
4848                 return;
4849
4850         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4851                 return;
4852
4853         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4854 }
4855
4856 /*
4857  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4858  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4859  */
4860 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4861 {
4862         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4863         unsigned long flags;
4864
4865         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4866         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4867         cfs_b->slack_started = false;
4868         if (cfs_b->distribute_running) {
4869                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4870                 return;
4871         }
4872
4873         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4874                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4875                 return;
4876         }
4877
4878         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4879                 runtime = cfs_b->runtime;
4880
4881         if (runtime)
4882                 cfs_b->distribute_running = 1;
4883
4884         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4885
4886         if (!runtime)
4887                 return;
4888
4889         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime);
4890
4891         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4892         lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4893         cfs_b->distribute_running = 0;
4894         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4895 }
4896
4897 /*
4898  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4899  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4900  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4901  */
4902 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4903 {
4904         if (!cfs_bandwidth_used())
4905                 return;
4906
4907         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4908         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4909                 return;
4910
4911         /* ensure the group is not already throttled */
4912         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4913                 return;
4914
4915         /* update runtime allocation */
4916         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4917         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4918                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4919 }
4920
4921 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
4922 {
4923         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
4924
4925         if (!cfs_bandwidth_used())
4926                 return;
4927
4928         if (!tg->parent)
4929                 return;
4930
4931         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4932         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
4933
4934         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4935         cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(cpu_rq(cpu));
4936 }
4937
4938 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4939 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4940 {
4941         if (!cfs_bandwidth_used())
4942                 return false;
4943
4944         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4945                 return false;
4946
4947         /*
4948          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4949          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4950          */
4951         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4952                 return true;
4953
4954         return throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4955 }
4956
4957 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4958 {
4959         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4960                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4961
4962         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4963
4964         return HRTIMER_NORESTART;
4965 }
4966
4967 extern const u64 max_cfs_quota_period;
4968
4969 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4970 {
4971         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4972                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4973         unsigned long flags;
4974         int overrun;
4975         int idle = 0;
4976         int count = 0;
4977
4978         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4979         for (;;) {
4980                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4981                 if (!overrun)
4982                         break;
4983
4984                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
4985
4986                 if (++count > 3) {
4987                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
4988
4989                         /*
4990                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
4991                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
4992                          * to fail.
4993                          */
4994                         new = old * 2;
4995                         if (new < max_cfs_quota_period) {
4996                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
4997                                 cfs_b->quota *= 2;
4998
4999                                 pr_warn_ratelimited(
5000         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5001                                         smp_processor_id(),
5002                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
5003                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5004                         } else {
5005                                 pr_warn_ratelimited(
5006         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5007                                         smp_processor_id(),
5008                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
5009                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5010                         }
5011
5012                         /* reset count so we don't come right back in here */
5013                         count = 0;
5014                 }
5015         }
5016         if (idle)
5017                 cfs_b->period_active = 0;
5018         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5019
5020         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
5021 }
5022
5023 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5024 {
5025         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
5026         cfs_b->runtime = 0;
5027         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
5028         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
5029
5030         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5031         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5032         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
5033         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
5034         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
5035         cfs_b->distribute_running = 0;
5036         cfs_b->slack_started = false;
5037 }
5038
5039 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5040 {
5041         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5042         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5043 }
5044
5045 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5046 {
5047         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5048
5049         if (cfs_b->period_active)
5050                 return;
5051
5052         cfs_b->period_active = 1;
5053         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5054         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5055 }
5056
5057 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5058 {
5059         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5060         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5061                 return;
5062
5063         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5064         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5065 }
5066
5067 /*
5068  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5069  *
5070  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5071  * bits doesn't do much.
5072  */
5073
5074 /* cpu online calback */
5075 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5076 {
5077         struct task_group *tg;
5078
5079         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5080
5081         rcu_read_lock();
5082         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5083                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5084                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5085
5086                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5087                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5088                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5089         }
5090         rcu_read_unlock();
5091 }
5092
5093 /* cpu offline callback */
5094 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5095 {
5096         struct task_group *tg;
5097
5098         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5099
5100         rcu_read_lock();
5101         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5102                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5103
5104                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5105                         continue;
5106
5107                 /*
5108                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5109                  * there's some valid quota amount
5110                  */
5111                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5112                 /*
5113                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5114                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5115                  */
5116                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5117
5118                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5119                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5120         }
5121         rcu_read_unlock();
5122 }
5123
5124 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5125
5126 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5127 {
5128         return false;
5129 }
5130
5131 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5132 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5133 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5134 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5135 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5136
5137 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5138 {
5139         return 0;
5140 }
5141
5142 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5143 {
5144         return 0;
5145 }
5146
5147 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5148                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5149 {
5150         return 0;
5151 }
5152
5153 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5154
5155 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5156 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5157 #endif
5158
5159 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5160 {
5161         return NULL;
5162 }
5163 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5164 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5165 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5166
5167 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5168
5169 /**************************************************
5170  * CFS operations on tasks:
5171  */
5172
5173 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5174 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5175 {
5176         struct sched_entity *se = &p->se;
5177         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5178
5179         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5180
5181         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5182                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5183                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5184                 s64 delta = slice - ran;
5185
5186                 if (delta < 0) {
5187                         if (rq->curr == p)
5188                                 resched_curr(rq);
5189                         return;
5190                 }
5191                 hrtick_start(rq, delta);
5192         }
5193 }
5194
5195 /*
5196  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5197  * current task is from our class and nr_running is low enough
5198  * to matter.
5199  */
5200 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5201 {
5202         struct task_struct *curr = rq->curr;
5203
5204         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5205                 return;
5206
5207         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5208                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5209 }
5210 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5211 static inline void
5212 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5213 {
5214 }
5215
5216 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5217 {
5218 }
5219 #endif
5220
5221 #ifdef CONFIG_SMP
5222 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5223
5224 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5225 {
5226         return !fits_capacity(cpu_util(cpu), capacity_of(cpu));
5227 }
5228
5229 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5230 {
5231         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5232                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5233                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5234         }
5235 }
5236 #else
5237 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5238 #endif
5239
5240 /*
5241  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5242  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5243  * then put the task into the rbtree:
5244  */
5245 static void
5246 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5247 {
5248         struct cfs_rq *cfs_rq;
5249         struct sched_entity *se = &p->se;
5250         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5251         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
5252
5253         /*
5254          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5255          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5256          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5257          * estimated utilization, before we update schedutil.
5258          */
5259         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5260
5261         /*
5262          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5263          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5264          * passed.
5265          */
5266         if (p->in_iowait)
5267                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5268
5269         for_each_sched_entity(se) {
5270                 if (se->on_rq)
5271                         break;
5272                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5273                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5274
5275                 cfs_rq->h_nr_running++;
5276                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5277
5278                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5279                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5280                         goto enqueue_throttle;
5281
5282                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5283         }
5284
5285         for_each_sched_entity(se) {
5286                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5287
5288                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5289                 update_cfs_group(se);
5290
5291                 cfs_rq->h_nr_running++;
5292                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5293
5294                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5295                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5296                         goto enqueue_throttle;
5297
5298                /*
5299                 * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
5300                 * list. Add it back to not break the leaf list.
5301                 */
5302                if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5303                        list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5304         }
5305
5306 enqueue_throttle:
5307         if (!se) {
5308                 add_nr_running(rq, 1);
5309                 /*
5310                  * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5311                  * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5312                  * ability to cross the overutilized threshold, which will
5313                  * result in the load balancer ruining all the task placement
5314                  * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5315                  * for the first enqueue operation of new tasks during the
5316                  * overutilized flag detection.
5317                  *
5318                  * A better way of solving this problem would be to wait for
5319                  * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5320                  * into account, but that is not straightforward to implement,
5321                  * and the following generally works well enough in practice.
5322                  */
5323                 if (!task_new)
5324                         update_overutilized_status(rq);
5325
5326         }
5327
5328         if (cfs_bandwidth_used()) {
5329                 /*
5330                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5331                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5332                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5333                  * below.
5334                  */
5335                 for_each_sched_entity(se) {
5336                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5337
5338                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5339                                 break;
5340                 }
5341         }
5342
5343         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5344
5345         hrtick_update(rq);
5346 }
5347
5348 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5349
5350 /*
5351  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5352  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5353  * update the fair scheduling stats:
5354  */
5355 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5356 {
5357         struct cfs_rq *cfs_rq;
5358         struct sched_entity *se = &p->se;
5359         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5360         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5361
5362         for_each_sched_entity(se) {
5363                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5364                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5365
5366                 cfs_rq->h_nr_running--;
5367                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5368
5369                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5370                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5371                         goto dequeue_throttle;
5372
5373                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5374                 if (cfs_rq->load.weight) {
5375                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5376                         se = parent_entity(se);
5377                         /*
5378                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5379                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5380                          */
5381                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5382                                 set_next_buddy(se);
5383                         break;
5384                 }
5385                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5386         }
5387
5388         for_each_sched_entity(se) {
5389                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5390
5391                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5392                 update_cfs_group(se);
5393
5394                 cfs_rq->h_nr_running--;
5395                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5396
5397                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5398                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5399                         goto dequeue_throttle;
5400
5401         }
5402
5403 dequeue_throttle:
5404         if (!se)
5405                 sub_nr_running(rq, 1);
5406
5407         util_est_dequeue(&rq->cfs, p, task_sleep);
5408         hrtick_update(rq);
5409 }
5410
5411 #ifdef CONFIG_SMP
5412
5413 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5414 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5415 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5416
5417 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5418
5419 static struct {
5420         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5421         atomic_t nr_cpus;
5422         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5423         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5424         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5425 } nohz ____cacheline_aligned;
5426
5427 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5428
5429 /* CPU only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5430 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5431 {
5432         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5433
5434         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5435                         rq->nr_running);
5436 }
5437
5438 static unsigned long cpu_runnable_load(struct rq *rq)
5439 {
5440         return cfs_rq_runnable_load_avg(&rq->cfs);
5441 }
5442
5443 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5444 {
5445         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5446 }
5447
5448 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
5449 {
5450         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5451         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
5452         unsigned long load_avg = cpu_runnable_load(rq);
5453
5454         if (nr_running)
5455                 return load_avg / nr_running;
5456
5457         return 0;
5458 }
5459
5460 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5461 {
5462         /*
5463          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5464          * jiffy will not have built up many flips.
5465          */
5466         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5467                 current->wakee_flips >>= 1;
5468                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5469         }
5470
5471         if (current->last_wakee != p) {
5472                 current->last_wakee = p;
5473                 current->wakee_flips++;
5474         }
5475 }
5476
5477 /*
5478  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5479  *
5480  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5481  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5482  *
5483  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5484  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5485  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5486  *
5487  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5488  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5489  *
5490  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5491  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5492  * socket size.
5493  */
5494 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5495 {
5496         unsigned int master = current->wakee_flips;
5497         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5498         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5499
5500         if (master < slave)
5501                 swap(master, slave);
5502         if (slave < factor || master < slave * factor)
5503                 return 0;
5504         return 1;
5505 }
5506
5507 /*
5508  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5509  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5510  * CPU.
5511  *
5512  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5513  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5514  *
5515  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5516  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5517  *                        for the overloaded case.
5518  */
5519 static int
5520 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5521 {
5522         /*
5523          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5524          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5525          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5526          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5527          *
5528          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5529          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5530          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5531          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5532          * on one CPU.
5533          */
5534         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5535                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5536
5537         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5538                 return this_cpu;
5539
5540         return nr_cpumask_bits;
5541 }
5542
5543 static int
5544 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5545                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5546 {
5547         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5548         unsigned long task_load;
5549
5550         this_eff_load = cpu_runnable_load(cpu_rq(this_cpu));
5551
5552         if (sync) {
5553                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5554
5555                 if (current_load > this_eff_load)
5556                         return this_cpu;
5557
5558                 this_eff_load -= current_load;
5559         }
5560
5561         task_load = task_h_load(p);
5562
5563         this_eff_load += task_load;
5564         if (sched_feat(WA_BIAS))
5565                 this_eff_load *= 100;
5566         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5567
5568         prev_eff_load = cpu_runnable_load(cpu_rq(prev_cpu));
5569         prev_eff_load -= task_load;
5570         if (sched_feat(WA_BIAS))
5571                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5572         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5573
5574         /*
5575          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5576          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5577          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5578          * idle.
5579          */
5580         if (sync)
5581                 prev_eff_load += 1;
5582
5583         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5584 }
5585
5586 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5587                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5588 {
5589         int target = nr_cpumask_bits;
5590
5591         if (sched_feat(WA_IDLE))
5592                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5593
5594         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5595                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5596
5597         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5598         if (target == nr_cpumask_bits)
5599                 return prev_cpu;
5600
5601         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5602         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5603         return target;
5604 }
5605
5606 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p);
5607
5608 static unsigned long capacity_spare_without(int cpu, struct task_struct *p)
5609 {
5610         return max_t(long, capacity_of(cpu) - cpu_util_without(cpu, p), 0);
5611 }
5612
5613 /*
5614  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5615  * domain.
5616  *
5617  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
5618  */
5619 static struct sched_group *
5620 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5621                   int this_cpu, int sd_flag)
5622 {
5623         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5624         struct sched_group *most_spare_sg = NULL;
5625         unsigned long min_runnable_load = ULONG_MAX;
5626         unsigned long this_runnable_load = ULONG_MAX;
5627         unsigned long min_avg_load = ULONG_MAX, this_avg_load = ULONG_MAX;
5628         unsigned long most_spare = 0, this_spare = 0;
5629         int imbalance_scale = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5630         unsigned long imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
5631                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
5632
5633         do {
5634                 unsigned long load, avg_load, runnable_load;
5635                 unsigned long spare_cap, max_spare_cap;
5636                 int local_group;
5637                 int i;
5638
5639                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5640                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
5641                                         p->cpus_ptr))
5642                         continue;
5643
5644                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5645                                                sched_group_span(group));
5646
5647                 /*
5648                  * Tally up the load of all CPUs in the group and find
5649                  * the group containing the CPU with most spare capacity.
5650                  */
5651                 avg_load = 0;
5652                 runnable_load = 0;
5653                 max_spare_cap = 0;
5654
5655                 for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
5656                         load = cpu_runnable_load(cpu_rq(i));
5657                         runnable_load += load;
5658
5659                         avg_load += cfs_rq_load_avg(&cpu_rq(i)->cfs);
5660
5661                         spare_cap = capacity_spare_without(i, p);
5662
5663                         if (spare_cap > max_spare_cap)
5664                                 max_spare_cap = spare_cap;
5665                 }
5666
5667                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5668                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5669                                         group->sgc->capacity;
5670                 runnable_load = (runnable_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5671                                         group->sgc->capacity;
5672
5673                 if (local_group) {
5674                         this_runnable_load = runnable_load;
5675                         this_avg_load = avg_load;
5676                         this_spare = max_spare_cap;
5677                 } else {
5678                         if (min_runnable_load > (runnable_load + imbalance)) {
5679                                 /*
5680                                  * The runnable load is significantly smaller
5681                                  * so we can pick this new CPU:
5682                                  */
5683                                 min_runnable_load = runnable_load;
5684                                 min_avg_load = avg_load;
5685                                 idlest = group;
5686                         } else if ((runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5687                                    (100*min_avg_load > imbalance_scale*avg_load)) {
5688                                 /*
5689                                  * The runnable loads are close so take the
5690                                  * blocked load into account through avg_load:
5691                                  */
5692                                 min_avg_load = avg_load;
5693                                 idlest = group;
5694                         }
5695
5696                         if (most_spare < max_spare_cap) {
5697                                 most_spare = max_spare_cap;
5698                                 most_spare_sg = group;
5699                         }
5700                 }
5701         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5702
5703         /*
5704          * The cross-over point between using spare capacity or least load
5705          * is too conservative for high utilization tasks on partially
5706          * utilized systems if we require spare_capacity > task_util(p),
5707          * so we allow for some task stuffing by using
5708          * spare_capacity > task_util(p)/2.
5709          *
5710          * Spare capacity can't be used for fork because the utilization has
5711          * not been set yet, we must first select a rq to compute the initial
5712          * utilization.
5713          */
5714         if (sd_flag & SD_BALANCE_FORK)
5715                 goto skip_spare;
5716
5717         if (this_spare > task_util(p) / 2 &&
5718             imbalance_scale*this_spare > 100*most_spare)
5719                 return NULL;
5720
5721         if (most_spare > task_util(p) / 2)
5722                 return most_spare_sg;
5723
5724 skip_spare:
5725         if (!idlest)
5726                 return NULL;
5727
5728         /*
5729          * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for the
5730          * local domain to be very lightly loaded relative to the remote
5731          * domains but "imbalance" skews the comparison making remote CPUs
5732          * look much more favourable. When considering cross-domain, add
5733          * imbalance to the runnable load on the remote node and consider
5734          * staying local.
5735          */
5736         if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
5737             min_runnable_load + imbalance >= this_runnable_load)
5738                 return NULL;
5739
5740         if (min_runnable_load > (this_runnable_load + imbalance))
5741                 return NULL;
5742
5743         if ((this_runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5744              (100*this_avg_load < imbalance_scale*min_avg_load))
5745                 return NULL;
5746
5747         return idlest;
5748 }
5749
5750 /*
5751  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5752  */
5753 static int
5754 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5755 {
5756         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5757         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5758         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5759         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5760         int shallowest_idle_cpu = -1, si_cpu = -1;
5761         int i;
5762
5763         /* Check if we have any choice: */
5764         if (group->group_weight == 1)
5765                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5766
5767         /* Traverse only the allowed CPUs */
5768         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
5769                 if (available_idle_cpu(i)) {
5770                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5771                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5772                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5773                                 /*
5774                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5775                                  * has the smallest exit latency irrespective
5776                                  * of any idle timestamp.
5777                                  */
5778                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5779                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5780                                 shallowest_idle_cpu = i;
5781                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5782                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5783                                 /*
5784                                  * If equal or no active idle state, then
5785                                  * the most recently idled CPU might have
5786                                  * a warmer cache.
5787                                  */
5788                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5789                                 shallowest_idle_cpu = i;
5790                         }
5791                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1 && si_cpu == -1) {
5792                         if (sched_idle_cpu(i)) {
5793                                 si_cpu = i;
5794                                 continue;
5795                         }
5796
5797                         load = cpu_runnable_load(cpu_rq(i));
5798                         if (load < min_load) {
5799                                 min_load = load;
5800                                 least_loaded_cpu = i;
5801                         }
5802                 }
5803         }
5804
5805         if (shallowest_idle_cpu != -1)
5806                 return shallowest_idle_cpu;
5807         if (si_cpu != -1)
5808                 return si_cpu;
5809         return least_loaded_cpu;
5810 }
5811
5812 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5813                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5814 {
5815         int new_cpu = cpu;
5816
5817         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
5818                 return prev_cpu;
5819
5820         /*
5821          * We need task's util for capacity_spare_without, sync it up to
5822          * prev_cpu's last_update_time.
5823          */
5824         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5825                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5826
5827         while (sd) {
5828                 struct sched_group *group;
5829                 struct sched_domain *tmp;
5830                 int weight;
5831
5832                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5833                         sd = sd->child;
5834                         continue;
5835                 }
5836
5837                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5838                 if (!group) {
5839                         sd = sd->child;
5840                         continue;
5841                 }
5842
5843                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
5844                 if (new_cpu == cpu) {
5845                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
5846                         sd = sd->child;
5847                         continue;
5848                 }
5849
5850                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
5851                 cpu = new_cpu;
5852                 weight = sd->span_weight;
5853                 sd = NULL;
5854                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5855                         if (weight <= tmp->span_weight)
5856                                 break;
5857                         if (tmp->flags & sd_flag)
5858                                 sd = tmp;
5859                 }
5860         }
5861
5862         return new_cpu;
5863 }
5864
5865 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5866 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5867 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
5868
5869 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
5870 {
5871         struct sched_domain_shared *sds;
5872
5873         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5874         if (sds)
5875                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
5876 }
5877
5878 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
5879 {
5880         struct sched_domain_shared *sds;
5881
5882         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5883         if (sds)
5884                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
5885
5886         return def;
5887 }
5888
5889 /*
5890  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
5891  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
5892  *
5893  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
5894  * state should be fairly cheap.
5895  */
5896 void __update_idle_core(struct rq *rq)
5897 {
5898         int core = cpu_of(rq);
5899         int cpu;
5900
5901         rcu_read_lock();
5902         if (test_idle_cores(core, true))
5903                 goto unlock;
5904
5905         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5906                 if (cpu == core)
5907                         continue;
5908
5909                 if (!available_idle_cpu(cpu))
5910                         goto unlock;
5911         }
5912
5913         set_idle_cores(core, 1);
5914 unlock:
5915         rcu_read_unlock();
5916 }
5917
5918 /*
5919  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
5920  * there are no idle cores left in the system; tracked through
5921  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
5922  */
5923 static int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5924 {
5925         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
5926         int core, cpu;
5927
5928         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5929                 return -1;
5930
5931         if (!test_idle_cores(target, false))
5932                 return -1;
5933
5934         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
5935
5936         for_each_cpu_wrap(core, cpus, target) {
5937                 bool idle = true;
5938
5939                 for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5940                         __cpumask_clear_cpu(cpu, cpus);
5941                         if (!available_idle_cpu(cpu))
5942                                 idle = false;
5943                 }
5944
5945                 if (idle)
5946                         return core;
5947         }
5948
5949         /*
5950          * Failed to find an idle core; stop looking for one.
5951          */
5952         set_idle_cores(target, 0);
5953
5954         return -1;
5955 }
5956
5957 /*
5958  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
5959  */
5960 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5961 {
5962         int cpu, si_cpu = -1;
5963
5964         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5965                 return -1;
5966
5967         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
5968                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr) ||
5969                     !cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
5970                         continue;
5971                 if (available_idle_cpu(cpu))
5972                         return cpu;
5973                 if (si_cpu == -1 && sched_idle_cpu(cpu))
5974                         si_cpu = cpu;
5975         }
5976
5977         return si_cpu;
5978 }
5979
5980 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
5981
5982 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5983 {
5984         return -1;
5985 }
5986
5987 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5988 {
5989         return -1;
5990 }
5991
5992 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
5993
5994 /*
5995  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
5996  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
5997  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
5998  */
5999 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6000 {
6001         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6002         struct sched_domain *this_sd;
6003         u64 avg_cost, avg_idle;
6004         u64 time, cost;
6005         s64 delta;
6006         int this = smp_processor_id();
6007         int cpu, nr = INT_MAX, si_cpu = -1;
6008
6009         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
6010         if (!this_sd)
6011                 return -1;
6012
6013         /*
6014          * Due to large variance we need a large fuzz factor; hackbench in
6015          * particularly is sensitive here.
6016          */
6017         avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
6018         avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6019
6020         if (sched_feat(SIS_AVG_CPU) && avg_idle < avg_cost)
6021                 return -1;
6022
6023         if (sched_feat(SIS_PROP)) {
6024                 u64 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6025                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6026                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6027                 else
6028                         nr = 4;
6029         }
6030
6031         time = cpu_clock(this);
6032
6033         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6034
6035         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6036                 if (!--nr)
6037                         return si_cpu;
6038                 if (available_idle_cpu(cpu))
6039                         break;
6040                 if (si_cpu == -1 && sched_idle_cpu(cpu))
6041                         si_cpu = cpu;
6042         }
6043
6044         time = cpu_clock(this) - time;
6045         cost = this_sd->avg_scan_cost;
6046         delta = (s64)(time - cost) / 8;
6047         this_sd->avg_scan_cost += delta;
6048
6049         return cpu;
6050 }
6051
6052 /*
6053  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6054  */
6055 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6056 {
6057         struct sched_domain *sd;
6058         int i, recent_used_cpu;
6059
6060         if (available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target))
6061                 return target;
6062
6063         /*
6064          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6065          */
6066         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
6067             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)))
6068                 return prev;
6069
6070         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6071         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6072         if (recent_used_cpu != prev &&
6073             recent_used_cpu != target &&
6074             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6075             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
6076             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr)) {
6077                 /*
6078                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6079                  * candidate for the next wake:
6080                  */
6081                 p->recent_used_cpu = prev;
6082                 return recent_used_cpu;
6083         }
6084
6085         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6086         if (!sd)
6087                 return target;
6088
6089         i = select_idle_core(p, sd, target);
6090         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6091                 return i;
6092
6093         i = select_idle_cpu(p, sd, target);
6094         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6095                 return i;
6096
6097         i = select_idle_smt(p, sd, target);
6098         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6099                 return i;
6100
6101         return target;
6102 }
6103
6104 /**
6105  * Amount of capacity of a CPU that is (estimated to be) used by CFS tasks
6106  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6107  *
6108  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6109  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6110  * (ie cpu_capacity).
6111  *
6112  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6113  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6114  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6115  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6116  * (arch_scale_freq_capacity()).
6117  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6118  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6119  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6120  *
6121  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6122  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6123  * currently RUNNABLE on that CPU.
6124  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6125  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6126  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6127  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6128  *
6129  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6130  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6131  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6132  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6133  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6134  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6135  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6136  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6137  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6138  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6139  *
6140  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6141  */
6142 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6143 {
6144         struct cfs_rq *cfs_rq;
6145         unsigned int util;
6146
6147         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6148         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6149
6150         if (sched_feat(UTIL_EST))
6151                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6152
6153         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6154 }
6155
6156 /*
6157  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6158  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6159  * @p: the task which utilization should be discounted
6160  *
6161  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6162  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6163  * execution on that CPU.
6164  *
6165  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6166  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6167  * contributing to the CPU utilization.
6168  */
6169 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6170 {
6171         struct cfs_rq *cfs_rq;
6172         unsigned int util;
6173
6174         /* Task has no contribution or is new */
6175         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6176                 return cpu_util(cpu);
6177
6178         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6179         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6180
6181         /* Discount task's util from CPU's util */
6182         lsub_positive(&util, task_util(p));
6183
6184         /*
6185          * Covered cases:
6186          *
6187          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6188          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6189          *    and thus we return:
6190          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6191          *
6192          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6193          *    IDLE, then:
6194          *      cpu_util >= task_util
6195          *      cpu_util > util_est (== 0)
6196          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6197          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6198          *
6199          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6200          *      util_est > cpu_util
6201          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6202          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6203          *    considering the expected utilization of tasks already
6204          *    runnable on that CPU.
6205          *
6206          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6207          * covered by the following code when estimated utilization is
6208          * enabled.
6209          */
6210         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6211                 unsigned int estimated =
6212                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6213
6214                 /*
6215                  * Despite the following checks we still have a small window
6216                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6217                  * races with LB's detach_task():
6218                  *
6219                  *   detach_task()
6220                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6221                  *     ---------------------------------- A
6222                  *     deactivate_task()                   \
6223                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6224                  *         util_est_dequeue()              /
6225                  *     ---------------------------------- B
6226                  *
6227                  * The additional check on "current == p" it's required to
6228                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6229                  * reducing the chances for the above race.
6230                  */
6231                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6232                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6233
6234                 util = max(util, estimated);
6235         }
6236
6237         /*
6238          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6239          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6240          * the cpu_util call.
6241          */
6242         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6243 }
6244
6245 /*
6246  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
6247  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
6248  *
6249  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
6250  * BALANCE_WAKE sort things out.
6251  */
6252 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
6253 {
6254         long min_cap, max_cap;
6255
6256         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6257                 return 0;
6258
6259         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
6260         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
6261
6262         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
6263         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
6264                 return 0;
6265
6266         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
6267         sync_entity_load_avg(&p->se);
6268
6269         return !task_fits_capacity(p, min_cap);
6270 }
6271
6272 /*
6273  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6274  * to @dst_cpu.
6275  */
6276 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6277 {
6278         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6279         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6280
6281         /*
6282          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6283          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6284          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6285          * util_avg should already be correct.
6286          */
6287         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6288                 sub_positive(&util, task_util(p));
6289         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6290                 util += task_util(p);
6291
6292         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6293                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6294
6295                 /*
6296                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6297                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6298                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6299                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6300                  */
6301                 if (dst_cpu == cpu)
6302                         util_est += _task_util_est(p);
6303
6304                 util = max(util, util_est);
6305         }
6306
6307         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6308 }
6309
6310 /*
6311  * compute_energy(): Estimates the energy that @pd would consume if @p was
6312  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6313  * landscape of @pd's CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6314  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6315  * task.
6316  */
6317 static long
6318 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6319 {
6320         struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6321         unsigned long cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6322         unsigned long max_util = 0, sum_util = 0;
6323         int cpu;
6324
6325         /*
6326          * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by CPUs
6327          * of another rd if they belong to the same pd. So, account for the
6328          * utilization of these CPUs too by masking pd with cpu_online_mask
6329          * instead of the rd span.
6330          *
6331          * If an entire pd is outside of the current rd, it will not appear in
6332          * its pd list and will not be accounted by compute_energy().
6333          */
6334         for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6335                 unsigned long cpu_util, util_cfs = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6336                 struct task_struct *tsk = cpu == dst_cpu ? p : NULL;
6337
6338                 /*
6339                  * Busy time computation: utilization clamping is not
6340                  * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6341                  * is already enough to scale the EM reported power
6342                  * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6343                  */
6344                 sum_util += schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6345                                                ENERGY_UTIL, NULL);
6346
6347                 /*
6348                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6349                  * must be considered since it affects the selection
6350                  * of the performance domain frequency.
6351                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6352                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6353                  */
6354                 cpu_util = schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6355                                               FREQUENCY_UTIL, tsk);
6356                 max_util = max(max_util, cpu_util);
6357         }
6358
6359         return em_pd_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util);
6360 }
6361
6362 /*
6363  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6364  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6365  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6366  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6367  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6368  *
6369  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6370  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6371  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6372  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6373  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6374  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6375  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6376  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6377  * the best candidates of the performance domain.
6378  *
6379  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6380  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6381  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6382  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6383  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6384  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6385  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6386  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6387  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6388  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6389  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6390  *
6391  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6392  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6393  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6394  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6395  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6396  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6397  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6398  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6399  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6400  */
6401 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6402 {
6403         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6404         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6405         unsigned long cpu_cap, util, base_energy = 0;
6406         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu;
6407         struct sched_domain *sd;
6408         struct perf_domain *pd;
6409
6410         rcu_read_lock();
6411         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6412         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6413                 goto fail;
6414
6415         /*
6416          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6417          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6418          */
6419         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6420         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6421                 sd = sd->parent;
6422         if (!sd)
6423                 goto fail;
6424
6425         sync_entity_load_avg(&p->se);
6426         if (!task_util_est(p))
6427                 goto unlock;
6428
6429         for (; pd; pd = pd->next) {
6430                 unsigned long cur_delta, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6431                 unsigned long base_energy_pd;
6432                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6433
6434                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
6435                 base_energy_pd = compute_energy(p, -1, pd);
6436                 base_energy += base_energy_pd;
6437
6438                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6439                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6440                                 continue;
6441
6442                         /* Skip CPUs that will be overutilized. */
6443                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6444                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6445                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6446                                 continue;
6447
6448                         /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6449                         if (cpu == prev_cpu) {
6450                                 prev_delta = compute_energy(p, prev_cpu, pd);
6451                                 prev_delta -= base_energy_pd;
6452                                 best_delta = min(best_delta, prev_delta);
6453                         }
6454
6455                         /*
6456                          * Find the CPU with the maximum spare capacity in
6457                          * the performance domain
6458                          */
6459                         spare_cap = cpu_cap - util;
6460                         if (spare_cap > max_spare_cap) {
6461                                 max_spare_cap = spare_cap;
6462                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6463                         }
6464                 }
6465
6466                 /* Evaluate the energy impact of using this CPU. */
6467                 if (max_spare_cap_cpu >= 0 && max_spare_cap_cpu != prev_cpu) {
6468                         cur_delta = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, pd);
6469                         cur_delta -= base_energy_pd;
6470                         if (cur_delta < best_delta) {
6471                                 best_delta = cur_delta;
6472                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6473                         }
6474                 }
6475         }
6476 unlock:
6477         rcu_read_unlock();
6478
6479         /*
6480          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6481          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6482          */
6483         if (prev_delta == ULONG_MAX)
6484                 return best_energy_cpu;
6485
6486         if ((prev_delta - best_delta) > ((prev_delta + base_energy) >> 4))
6487                 return best_energy_cpu;
6488
6489         return prev_cpu;
6490
6491 fail:
6492         rcu_read_unlock();
6493
6494         return -1;
6495 }
6496
6497 /*
6498  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6499  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6500  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6501  *
6502  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6503  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6504  *
6505  * Returns the target CPU number.
6506  *
6507  * preempt must be disabled.
6508  */
6509 static int
6510 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6511 {
6512         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6513         int cpu = smp_processor_id();
6514         int new_cpu = prev_cpu;
6515         int want_affine = 0;
6516         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6517
6518         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
6519                 record_wakee(p);
6520
6521                 if (sched_energy_enabled()) {
6522                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6523                         if (new_cpu >= 0)
6524                                 return new_cpu;
6525                         new_cpu = prev_cpu;
6526                 }
6527
6528                 want_affine = !wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu) &&
6529                               cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
6530         }
6531
6532         rcu_read_lock();
6533         for_each_domain(cpu, tmp) {
6534                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6535                         break;
6536
6537                 /*
6538                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6539                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6540                  */
6541                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6542                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6543                         if (cpu != prev_cpu)
6544                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6545
6546                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6547                         break;
6548                 }
6549
6550                 if (tmp->flags & sd_flag)
6551                         sd = tmp;
6552                 else if (!want_affine)
6553                         break;
6554         }
6555
6556         if (unlikely(sd)) {
6557                 /* Slow path */
6558                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6559         } else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) { /* XXX always ? */
6560                 /* Fast path */
6561
6562                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6563
6564                 if (want_affine)
6565                         current->recent_used_cpu = cpu;
6566         }
6567         rcu_read_unlock();
6568
6569         return new_cpu;
6570 }
6571
6572 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6573
6574 /*
6575  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6576  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6577  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6578  */
6579 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6580 {
6581         /*
6582          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6583          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6584          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6585          * the task on the new runqueue.
6586          */
6587         if (p->state == TASK_WAKING) {
6588                 struct sched_entity *se = &p->se;
6589                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6590                 u64 min_vruntime;
6591
6592 #ifndef CONFIG_64BIT
6593                 u64 min_vruntime_copy;
6594
6595                 do {
6596                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6597                         smp_rmb();
6598                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6599                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6600 #else
6601                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6602 #endif
6603
6604                 se->vruntime -= min_vruntime;
6605         }
6606
6607         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6608                 /*
6609                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6610                  * rq->lock and can modify state directly.
6611                  */
6612                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6613                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6614
6615         } else {
6616                 /*
6617                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6618                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6619                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6620                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6621                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6622                  * sounds not bad.
6623                  */
6624                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6625         }
6626
6627         /* Tell new CPU we are migrated */
6628         p->se.avg.last_update_time = 0;
6629
6630         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6631         p->se.exec_start = 0;
6632
6633         update_scan_period(p, new_cpu);
6634 }
6635
6636 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6637 {
6638         remove_entity_load_avg(&p->se);
6639 }
6640
6641 static int
6642 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6643 {
6644         if (rq->nr_running)
6645                 return 1;
6646
6647         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
6648 }
6649 #endif /* CONFIG_SMP */
6650
6651 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6652 {
6653         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6654
6655         /*
6656          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6657          * to virtual-time in his units.
6658          *
6659          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6660          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6661          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6662          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6663          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6664          *
6665          * This is especially important for buddies when the leftmost
6666          * task is higher priority than the buddy.
6667          */
6668         return calc_delta_fair(gran, se);
6669 }
6670
6671 /*
6672  * Should 'se' preempt 'curr'.
6673  *
6674  *             |s1
6675  *        |s2
6676  *   |s3
6677  *         g
6678  *      |<--->|c
6679  *
6680  *  w(c, s1) = -1
6681  *  w(c, s2) =  0
6682  *  w(c, s3) =  1
6683  *
6684  */
6685 static int
6686 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6687 {
6688         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6689
6690         if (vdiff <= 0)
6691                 return -1;
6692
6693         gran = wakeup_gran(se);
6694         if (vdiff > gran)
6695                 return 1;
6696
6697         return 0;
6698 }
6699
6700 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6701 {
6702         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6703                 return;
6704
6705         for_each_sched_entity(se) {
6706                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6707                         return;
6708                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6709         }
6710 }
6711
6712 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6713 {
6714         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6715                 return;
6716
6717         for_each_sched_entity(se) {
6718                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6719                         return;
6720                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6721         }
6722 }
6723
6724 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6725 {
6726         for_each_sched_entity(se)
6727                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6728 }
6729
6730 /*
6731  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6732  */
6733 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6734 {
6735         struct task_struct *curr = rq->curr;
6736         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6737         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6738         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6739         int next_buddy_marked = 0;
6740
6741         if (unlikely(se == pse))
6742                 return;
6743
6744         /*
6745          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6746          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6747          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6748          * next-buddy nomination below.
6749          */
6750         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6751                 return;
6752
6753         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6754                 set_next_buddy(pse);
6755                 next_buddy_marked = 1;
6756         }
6757
6758         /*
6759          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6760          * wake up path.
6761          *
6762          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6763          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6764          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6765          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6766          * below.
6767          */
6768         if (test_tsk_need_resched(curr))
6769                 return;
6770
6771         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6772         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
6773             likely(!task_has_idle_policy(p)))
6774                 goto preempt;
6775
6776         /*
6777          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6778          * is driven by the tick):
6779          */
6780         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6781                 return;
6782
6783         find_matching_se(&se, &pse);
6784         update_curr(cfs_rq_of(se));
6785         BUG_ON(!pse);
6786         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6787                 /*
6788                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6789                  * triggering this preemption.
6790                  */
6791                 if (!next_buddy_marked)
6792                         set_next_buddy(pse);
6793                 goto preempt;
6794         }
6795
6796         return;
6797
6798 preempt:
6799         resched_curr(rq);
6800         /*
6801          * Only set the backward buddy when the current task is still
6802          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6803          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6804          * point, either of which can * drop the rq lock.
6805          *
6806          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6807          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6808          */
6809         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6810                 return;
6811
6812         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6813                 set_last_buddy(se);
6814 }
6815
6816 static struct task_struct *
6817 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6818 {
6819         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6820         struct sched_entity *se;
6821         struct task_struct *p;
6822         int new_tasks;
6823
6824 again:
6825         if (!sched_fair_runnable(rq))
6826                 goto idle;
6827
6828 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6829         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
6830                 goto simple;
6831
6832         /*
6833          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6834          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6835          *
6836          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6837          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6838          */
6839
6840         do {
6841                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6842
6843                 /*
6844                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6845                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6846                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6847                  * forget we've ever seen it.
6848                  */
6849                 if (curr) {
6850                         if (curr->on_rq)
6851                                 update_curr(cfs_rq);
6852                         else
6853                                 curr = NULL;
6854
6855                         /*
6856                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6857                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6858                          * Therefore the nr_running test will indeed
6859                          * be correct.
6860                          */
6861                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
6862                                 cfs_rq = &rq->cfs;
6863
6864                                 if (!cfs_rq->nr_running)
6865                                         goto idle;
6866
6867                                 goto simple;
6868                         }
6869                 }
6870
6871                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6872                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6873         } while (cfs_rq);
6874
6875         p = task_of(se);
6876
6877         /*
6878          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6879          * is a different task than we started out with, try and touch the
6880          * least amount of cfs_rqs.
6881          */
6882         if (prev != p) {
6883                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6884
6885                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6886                         int se_depth = se->depth;
6887                         int pse_depth = pse->depth;
6888
6889                         if (se_depth <= pse_depth) {
6890                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6891                                 pse = parent_entity(pse);
6892                         }
6893                         if (se_depth >= pse_depth) {
6894                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6895                                 se = parent_entity(se);
6896                         }
6897                 }
6898
6899                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6900                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6901         }
6902
6903         goto done;
6904 simple:
6905 #endif
6906         if (prev)
6907                 put_prev_task(rq, prev);
6908
6909         do {
6910                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6911                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6912                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6913         } while (cfs_rq);
6914
6915         p = task_of(se);
6916
6917 done: __maybe_unused;
6918 #ifdef CONFIG_SMP
6919         /*
6920          * Move the next running task to the front of
6921          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
6922          * one.
6923          */
6924         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
6925 #endif
6926
6927         if (hrtick_enabled(rq))
6928                 hrtick_start_fair(rq, p);
6929
6930         update_misfit_status(p, rq);
6931
6932         return p;
6933
6934 idle:
6935         if (!rf)
6936                 return NULL;
6937
6938         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
6939
6940         /*
6941          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6942          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6943          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6944          */
6945         if (new_tasks < 0)
6946                 return RETRY_TASK;
6947
6948         if (new_tasks > 0)
6949                 goto again;
6950
6951         /*
6952          * rq is about to be idle, check if we need to update the
6953          * lost_idle_time of clock_pelt
6954          */
6955         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
6956
6957         return NULL;
6958 }
6959
6960 /*
6961  * Account for a descheduled task:
6962  */
6963 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6964 {
6965         struct sched_entity *se = &prev->se;
6966         struct cfs_rq *cfs_rq;
6967
6968         for_each_sched_entity(se) {
6969                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6970                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6971         }
6972 }
6973
6974 /*
6975  * sched_yield() is very simple
6976  *
6977  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6978  */
6979 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6980 {
6981         struct task_struct *curr = rq->curr;
6982         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6983         struct sched_entity *se = &curr->se;
6984
6985         /*
6986          * Are we the only task in the tree?
6987          */
6988         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6989                 return;
6990
6991         clear_buddies(cfs_rq, se);
6992
6993         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6994                 update_rq_clock(rq);
6995                 /*
6996                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6997                  */
6998                 update_curr(cfs_rq);
6999                 /*
7000                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
7001                  * so we don't do microscopic update in schedule()
7002                  * and double the fastpath cost.
7003                  */
7004                 rq_clock_skip_update(rq);
7005         }
7006
7007         set_skip_buddy(se);
7008 }
7009
7010 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
7011 {
7012         struct sched_entity *se = &p->se;
7013
7014         /* throttled hierarchies are not runnable */
7015         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
7016                 return false;
7017
7018         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
7019         set_next_buddy(se);
7020
7021         yield_task_fair(rq);
7022
7023         return true;
7024 }
7025
7026 #ifdef CONFIG_SMP
7027 /**************************************************
7028  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7029  *
7030  * BASICS
7031  *
7032  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7033  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7034  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7035  *
7036  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7037  *
7038  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7039  * W_i,0 is defined as:
7040  *
7041  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7042  *
7043  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7044  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7045  *
7046  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7047  * weight:
7048  *
7049  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7050  *
7051  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7052  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7053  * can also include other factors [XXX].
7054  *
7055  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7056  * directly from (1):
7057  *
7058  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7059  *
7060  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7061  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7062  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7063  *
7064  * [XXX expand on:
7065  *     - infeasible weights;
7066  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7067  *
7068  *
7069  * SCHED DOMAINS
7070  *
7071  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7072  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7073  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7074  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7075  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7076  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7077  * the groups.
7078  *
7079  * This yields:
7080  *
7081  *     log_2 n     1     n
7082  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7083  *     i = 0      2^i   2^i
7084  *                               `- size of each group
7085  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7086  *         |         `- freq
7087  *         `- sum over all levels
7088  *
7089  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7090  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7091  *
7092  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7093  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7094  *
7095  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7096  *
7097  *             log_2 n
7098  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7099  *             k = 0
7100  *
7101  * And you'll find that:
7102  *
7103  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7104  *
7105  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7106  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7107  * of:
7108  *
7109  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7110  *
7111  *
7112  * WORK CONSERVING
7113  *
7114  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7115  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7116  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7117  *
7118  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7119  * time.
7120  *
7121  * [XXX more?]
7122  *
7123  *
7124  * CGROUPS
7125  *
7126  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7127  *
7128  *                                s_k,i
7129  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7130  *                                 S_k
7131  *
7132  * Where
7133  *
7134  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7135  *
7136  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7137  *
7138  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7139  * property.
7140  *
7141  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7142  *      rewrite all of this once again.]
7143  */
7144
7145 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7146
7147 enum fbq_type { regular, remote, all };
7148
7149 enum group_type {
7150         group_other = 0,
7151         group_misfit_task,
7152         group_imbalanced,
7153         group_overloaded,
7154 };
7155
7156 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7157 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7158 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7159 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7160 #define LBF_NOHZ_STATS  0x10
7161 #define LBF_NOHZ_AGAIN  0x20
7162
7163 struct lb_env {
7164         struct sched_domain     *sd;
7165
7166         struct rq               *src_rq;
7167         int                     src_cpu;
7168
7169         int                     dst_cpu;
7170         struct rq               *dst_rq;
7171
7172         struct cpumask          *dst_grpmask;
7173         int                     new_dst_cpu;
7174         enum cpu_idle_type      idle;
7175         long                    imbalance;
7176         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7177         struct cpumask          *cpus;
7178
7179         unsigned int            flags;
7180
7181         unsigned int            loop;
7182         unsigned int            loop_break;
7183         unsigned int            loop_max;
7184
7185         enum fbq_type           fbq_type;
7186         enum group_type         src_grp_type;
7187         struct list_head        tasks;
7188 };
7189
7190 /*
7191  * Is this task likely cache-hot:
7192  */
7193 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7194 {
7195         s64 delta;
7196
7197         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7198
7199         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7200                 return 0;
7201
7202         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7203                 return 0;
7204
7205         /*
7206          * Buddy candidates are cache hot:
7207          */
7208         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7209                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7210                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7211                 return 1;
7212
7213         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7214                 return 1;
7215         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7216                 return 0;
7217
7218         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7219
7220         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7221 }
7222
7223 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7224 /*
7225  * Returns 1, if task migration degrades locality
7226  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7227  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7228  */
7229 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7230 {
7231         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7232         unsigned long src_weight, dst_weight;
7233         int src_nid, dst_nid, dist;
7234
7235         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7236                 return -1;
7237
7238         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7239                 return -1;
7240
7241         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7242         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7243
7244         if (src_nid == dst_nid)
7245                 return -1;
7246
7247         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7248         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7249                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7250                         return 1;
7251                 else
7252                         return -1;
7253         }
7254
7255         /* Encourage migration to the preferred node. */
7256         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7257                 return 0;
7258
7259         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7260         if (env->idle == CPU_IDLE)
7261                 return -1;
7262
7263         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7264         if (numa_group) {
7265                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7266                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7267         } else {
7268                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7269                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7270         }
7271
7272         return dst_weight < src_weight;
7273 }
7274
7275 #else
7276 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7277                                              struct lb_env *env)
7278 {
7279         return -1;
7280 }
7281 #endif
7282
7283 /*
7284  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7285  */
7286 static
7287 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7288 {
7289         int tsk_cache_hot;
7290
7291         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7292
7293         /*
7294          * We do not migrate tasks that are:
7295          * 1) throttled_lb_pair, or
7296          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7297          * 3) running (obviously), or
7298          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7299          */
7300         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7301                 return 0;
7302
7303         /* Disregard pcpu kthreads; they are where they need to be. */
7304         if (kthread_is_per_cpu(p))
7305                 return 0;
7306
7307         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7308                 int cpu;
7309
7310                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7311
7312                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7313
7314                 /*
7315                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7316                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7317                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7318                  *
7319                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
7320                  * already computed one in current iteration.
7321                  */
7322                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
7323                         return 0;
7324
7325                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7326                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7327                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7328                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7329                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7330                                 break;
7331                         }
7332                 }
7333
7334                 return 0;
7335         }
7336
7337         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7338         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7339
7340         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7341                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7342                 return 0;
7343         }
7344
7345         /*
7346          * Aggressive migration if:
7347          * 1) destination numa is preferred
7348          * 2) task is cache cold, or
7349          * 3) too many balance attempts have failed.
7350          */
7351         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7352         if (tsk_cache_hot == -1)
7353                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7354
7355         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7356             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7357                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7358                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7359                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7360                 }
7361                 return 1;
7362         }
7363
7364         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7365         return 0;
7366 }
7367
7368 /*
7369  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7370  */
7371 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7372 {
7373         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7374
7375         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7376         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7377 }
7378
7379 /*
7380  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7381  * part of active balancing operations within "domain".
7382  *
7383  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7384  */
7385 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7386 {
7387         struct task_struct *p;
7388
7389         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7390
7391         list_for_each_entry_reverse(p,
7392                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7393                 if (!can_migrate_task(p, env))
7394                         continue;
7395
7396                 detach_task(p, env);
7397
7398                 /*
7399                  * Right now, this is only the second place where
7400                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7401                  * so we can safely collect stats here rather than
7402                  * inside detach_tasks().
7403                  */
7404                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7405                 return p;
7406         }
7407         return NULL;
7408 }
7409
7410 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7411
7412 /*
7413  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance runnable load from
7414  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7415  *
7416  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7417  */
7418 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7419 {
7420         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7421         struct task_struct *p;
7422         unsigned long load;
7423         int detached = 0;
7424
7425         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7426
7427         if (env->imbalance <= 0)
7428                 return 0;
7429
7430         while (!list_empty(tasks)) {
7431                 /*
7432                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7433                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7434                  */
7435                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7436                         break;
7437
7438                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7439
7440                 env->loop++;
7441                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7442                 if (env->loop > env->loop_max)
7443                         break;
7444
7445                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7446                 if (env->loop > env->loop_break) {
7447                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7448                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7449                         break;
7450                 }
7451
7452                 if (!can_migrate_task(p, env))
7453                         goto next;
7454
7455                 /*
7456                  * Depending of the number of CPUs and tasks and the
7457                  * cgroup hierarchy, task_h_load() can return a null
7458                  * value. Make sure that env->imbalance decreases
7459                  * otherwise detach_tasks() will stop only after
7460                  * detaching up to loop_max tasks.
7461                  */
7462                 load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
7463
7464
7465                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7466                         goto next;
7467
7468                 if ((load / 2) > env->imbalance)
7469                         goto next;
7470
7471                 detach_task(p, env);
7472                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7473
7474                 detached++;
7475                 env->imbalance -= load;
7476
7477 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
7478                 /*
7479                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7480                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7481                  * the critical section.
7482                  */
7483                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7484                         break;
7485 #endif
7486
7487                 /*
7488                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7489                  * runnable load.
7490                  */
7491                 if (env->imbalance <= 0)
7492                         break;
7493
7494                 continue;
7495 next:
7496                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7497         }
7498
7499         /*
7500          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7501          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7502          * than inside detach_one_task().
7503          */
7504         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7505
7506         return detached;
7507 }
7508
7509 /*
7510  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7511  */
7512 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7513 {
7514         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7515
7516         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7517         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7518         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7519 }
7520
7521 /*
7522  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7523  * its new rq.
7524  */
7525 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7526 {
7527         struct rq_flags rf;
7528
7529         rq_lock(rq, &rf);
7530         update_rq_clock(rq);
7531         attach_task(rq, p);
7532         rq_unlock(rq, &rf);
7533 }
7534
7535 /*
7536  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7537  * new rq.
7538  */
7539 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7540 {
7541         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7542         struct task_struct *p;
7543         struct rq_flags rf;
7544
7545         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7546         update_rq_clock(env->dst_rq);
7547
7548         while (!list_empty(tasks)) {
7549                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7550                 list_del_init(&p->se.group_node);
7551
7552                 attach_task(env->dst_rq, p);
7553         }
7554
7555         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7556 }
7557
7558 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7559 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7560 {
7561         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7562                 return true;
7563
7564         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7565                 return true;
7566
7567         return false;
7568 }
7569
7570 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7571 {
7572         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7573                 return true;
7574
7575         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7576                 return true;
7577
7578 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
7579         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7580                 return true;
7581 #endif
7582
7583         return false;
7584 }
7585
7586 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
7587 {
7588         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7589
7590         if (!has_blocked)
7591                 rq->has_blocked_load = 0;
7592 }
7593 #else
7594 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
7595 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
7596 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
7597 #endif
7598
7599 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
7600 {
7601         const struct sched_class *curr_class;
7602         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
7603         bool decayed;
7604
7605         /*
7606          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
7607          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
7608          */
7609         curr_class = rq->curr->sched_class;
7610
7611         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
7612                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
7613                   update_irq_load_avg(rq, 0);
7614
7615         if (others_have_blocked(rq))
7616                 *done = false;
7617
7618         return decayed;
7619 }
7620
7621 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7622
7623 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
7624 {
7625         if (cfs_rq->load.weight)
7626                 return false;
7627
7628         if (cfs_rq->avg.load_sum)
7629                 return false;
7630
7631         if (cfs_rq->avg.util_sum)
7632                 return false;
7633
7634         if (cfs_rq->avg.runnable_load_sum)
7635                 return false;
7636
7637         return true;
7638 }
7639
7640 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
7641 {
7642         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
7643         bool decayed = false;
7644         int cpu = cpu_of(rq);
7645
7646         /*
7647          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7648          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7649          */
7650         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
7651                 struct sched_entity *se;
7652
7653                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
7654                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7655
7656                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
7657                                 decayed = true;
7658                 }
7659
7660                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
7661                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
7662                 if (se && !skip_blocked_update(se))
7663                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
7664
7665                 /*
7666                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
7667                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
7668                  */
7669                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
7670                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
7671
7672                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7673                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7674                         *done = false;
7675         }
7676
7677         return decayed;
7678 }
7679
7680 /*
7681  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7682  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7683  * group is a fraction of its parents load.
7684  */
7685 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7686 {
7687         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7688         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7689         unsigned long now = jiffies;
7690         unsigned long load;
7691
7692         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7693                 return;
7694
7695         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
7696         for_each_sched_entity(se) {
7697                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7698                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
7699                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7700                         break;
7701         }
7702
7703         if (!se) {
7704                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7705                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7706         }
7707
7708         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
7709                 load = cfs_rq->h_load;
7710                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7711                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7712                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7713                 cfs_rq->h_load = load;
7714                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7715         }
7716 }
7717
7718 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7719 {
7720         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7721
7722         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7723         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7724                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7725 }
7726 #else
7727 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
7728 {
7729         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7730         bool decayed;
7731
7732         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
7733         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7734                 *done = false;
7735
7736         return decayed;
7737 }
7738
7739 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7740 {
7741         return p->se.avg.load_avg;
7742 }
7743 #endif
7744
7745 static void update_blocked_averages(int cpu)
7746 {
7747         bool decayed = false, done = true;
7748         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7749         struct rq_flags rf;
7750
7751         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7752         update_rq_clock(rq);
7753
7754         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
7755         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
7756
7757         update_blocked_load_status(rq, !done);
7758         if (decayed)
7759                 cpufreq_update_util(rq, 0);
7760         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7761 }
7762
7763 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7764
7765 /*
7766  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7767  */
7768 struct sg_lb_stats {
7769         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7770         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7771         unsigned long load_per_task;
7772         unsigned long group_capacity;
7773         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7774         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7775         unsigned int idle_cpus;
7776         unsigned int group_weight;
7777         enum group_type group_type;
7778         int group_no_capacity;
7779         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
7780 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7781         unsigned int nr_numa_running;
7782         unsigned int nr_preferred_running;
7783 #endif
7784 };
7785
7786 /*
7787  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7788  *               during load balancing.
7789  */
7790 struct sd_lb_stats {
7791         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7792         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7793         unsigned long total_running;
7794         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7795         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7796         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7797
7798         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7799         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7800 };
7801
7802 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7803 {
7804         /*
7805          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7806          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7807          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7808          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7809          */
7810         *sds = (struct sd_lb_stats){
7811                 .busiest = NULL,
7812                 .local = NULL,
7813                 .total_running = 0UL,
7814                 .total_load = 0UL,
7815                 .total_capacity = 0UL,
7816                 .busiest_stat = {
7817                         .avg_load = 0UL,
7818                         .sum_nr_running = 0,
7819                         .group_type = group_other,
7820                 },
7821         };
7822 }
7823
7824 static unsigned long scale_rt_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7825 {
7826         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7827         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7828         unsigned long used, free;
7829         unsigned long irq;
7830
7831         irq = cpu_util_irq(rq);
7832
7833         if (unlikely(irq >= max))
7834                 return 1;
7835
7836         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
7837         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
7838
7839         if (unlikely(used >= max))
7840                 return 1;
7841
7842         free = max - used;
7843
7844         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
7845 }
7846
7847 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7848 {
7849         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(sd, cpu);
7850         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7851
7852         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7853
7854         if (!capacity)
7855                 capacity = 1;
7856
7857         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7858         sdg->sgc->capacity = capacity;
7859         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7860         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7861 }
7862
7863 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7864 {
7865         struct sched_domain *child = sd->child;
7866         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7867         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
7868         unsigned long interval;
7869
7870         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7871         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7872         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7873
7874         if (!child) {
7875                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7876                 return;
7877         }
7878
7879         capacity = 0;
7880         min_capacity = ULONG_MAX;
7881         max_capacity = 0;
7882
7883         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7884                 /*
7885                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7886                  * span the current group.
7887                  */
7888
7889                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
7890                         struct sched_group_capacity *sgc;
7891                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7892
7893                         /*
7894                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7895                          * gets here before we've attached the domains to the
7896                          * runqueues.
7897                          *
7898                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7899                          * in update_cpu_capacity().
7900                          *
7901                          * This avoids capacity from being 0 and
7902                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7903                          */
7904                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7905                                 capacity += capacity_of(cpu);
7906                         } else {
7907                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7908                                 capacity += sgc->capacity;
7909                         }
7910
7911                         min_capacity = min(capacity, min_capacity);
7912                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7913                 }
7914         } else  {
7915                 /*
7916                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7917                  * span the current group.
7918                  */
7919
7920                 group = child->groups;
7921                 do {
7922                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7923
7924                         capacity += sgc->capacity;
7925                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7926                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7927                         group = group->next;
7928                 } while (group != child->groups);
7929         }
7930
7931         sdg->sgc->capacity = capacity;
7932         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
7933         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7934 }
7935
7936 /*
7937  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7938  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7939  * Return true is the capacity is reduced
7940  */
7941 static inline int
7942 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7943 {
7944         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7945                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7946 }
7947
7948 /*
7949  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
7950  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
7951  * the task's current CPU is heavily pressured.
7952  */
7953 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7954 {
7955         return rq->misfit_task_load &&
7956                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
7957                  check_cpu_capacity(rq, sd));
7958 }
7959
7960 /*
7961  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7962  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
7963  *
7964  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
7965  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
7966  * Something like:
7967  *
7968  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7969  *              *     * * *
7970  *
7971  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7972  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7973  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
7974  *
7975  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7976  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7977  * moving tasks due to affinity constraints.
7978  *
7979  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7980  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7981  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7982  * to create an effective group imbalance.
7983  *
7984  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7985  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7986  * subtle and fragile situation.
7987  */
7988
7989 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7990 {
7991         return group->sgc->imbalance;
7992 }
7993
7994 /*
7995  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7996  * be used by some tasks.
7997  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7998  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7999  * available capacity for CFS tasks.
8000  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
8001  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
8002  * capacity in meaningful for the load balancer.
8003  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
8004  * any benefit for the load balance.
8005  */
8006 static inline bool
8007 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
8008 {
8009         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
8010                 return true;
8011
8012         if ((sgs->group_capacity * 100) >
8013                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
8014                 return true;
8015
8016         return false;
8017 }
8018
8019 /*
8020  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
8021  *  handle.
8022  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
8023  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
8024  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
8025  *  false.
8026  */
8027 static inline bool
8028 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
8029 {
8030         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
8031                 return false;
8032
8033         if ((sgs->group_capacity * 100) <
8034                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
8035                 return true;
8036
8037         return false;
8038 }
8039
8040 /*
8041  * group_smaller_min_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
8042  * per-CPU capacity than sched_group ref.
8043  */
8044 static inline bool
8045 group_smaller_min_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
8046 {
8047         return fits_capacity(sg->sgc->min_capacity, ref->sgc->min_capacity);
8048 }
8049
8050 /*
8051  * group_smaller_max_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
8052  * per-CPU capacity_orig than sched_group ref.
8053  */
8054 static inline bool
8055 group_smaller_max_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
8056 {
8057         return fits_capacity(sg->sgc->max_capacity, ref->sgc->max_capacity);
8058 }
8059
8060 static inline enum
8061 group_type group_classify(struct sched_group *group,
8062                           struct sg_lb_stats *sgs)
8063 {
8064         if (sgs->group_no_capacity)
8065                 return group_overloaded;
8066
8067         if (sg_imbalanced(group))
8068                 return group_imbalanced;
8069
8070         if (sgs->group_misfit_task_load)
8071                 return group_misfit_task;
8072
8073         return group_other;
8074 }
8075
8076 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq, bool force)
8077 {
8078 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8079         unsigned int cpu = rq->cpu;
8080
8081         if (!rq->has_blocked_load)
8082                 return false;
8083
8084         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
8085                 return false;
8086
8087         if (!force && !time_after(jiffies, rq->last_blocked_load_update_tick))
8088                 return true;
8089
8090         update_blocked_averages(cpu);
8091
8092         return rq->has_blocked_load;
8093 #else
8094         return false;
8095 #endif
8096 }
8097
8098 /**
8099  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8100  * @env: The load balancing environment.
8101  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8102  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8103  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8104  */
8105 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8106                                       struct sched_group *group,
8107                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8108                                       int *sg_status)
8109 {
8110         int i, nr_running;
8111
8112         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8113
8114         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8115                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8116
8117                 if ((env->flags & LBF_NOHZ_STATS) && update_nohz_stats(rq, false))
8118                         env->flags |= LBF_NOHZ_AGAIN;
8119
8120                 sgs->group_load += cpu_runnable_load(rq);
8121                 sgs->group_util += cpu_util(i);
8122                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8123
8124                 nr_running = rq->nr_running;
8125                 if (nr_running > 1)
8126                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8127
8128                 if (cpu_overutilized(i))
8129                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8130
8131 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8132                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8133                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8134 #endif
8135                 /*
8136                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8137                  */
8138                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
8139                         sgs->idle_cpus++;
8140
8141                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8142                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8143                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8144                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8145                 }
8146         }
8147
8148         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
8149         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8150         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
8151
8152         if (sgs->sum_nr_running)
8153                 sgs->load_per_task = sgs->group_load / sgs->sum_nr_running;
8154
8155         sgs->group_weight = group->group_weight;
8156
8157         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
8158         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
8159 }
8160
8161 /**
8162  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8163  * @env: The load balancing environment.
8164  * @sds: sched_domain statistics
8165  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8166  * @sgs: sched_group statistics
8167  *
8168  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8169  * busiest group.
8170  *
8171  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8172  * busiest group. %false otherwise.
8173  */
8174 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8175                                    struct sd_lb_stats *sds,
8176                                    struct sched_group *sg,
8177                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8178 {
8179         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8180
8181         /*
8182          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8183          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8184          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8185          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8186          */
8187         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8188             (!group_smaller_max_cpu_capacity(sg, sds->local) ||
8189              !group_has_capacity(env, &sds->local_stat)))
8190                 return false;
8191
8192         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8193                 return true;
8194
8195         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8196                 return false;
8197
8198         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8199                 return false;
8200
8201         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY))
8202                 goto asym_packing;
8203
8204         /*
8205          * Candidate sg has no more than one task per CPU and
8206          * has higher per-CPU capacity. Migrating tasks to less
8207          * capable CPUs may harm throughput. Maximize throughput,
8208          * power/energy consequences are not considered.
8209          */
8210         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
8211             group_smaller_min_cpu_capacity(sds->local, sg))
8212                 return false;
8213
8214         /*
8215          * If we have more than one misfit sg go with the biggest misfit.
8216          */
8217         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8218             sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8219                 return false;
8220
8221 asym_packing:
8222         /* This is the busiest node in its class. */
8223         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8224                 return true;
8225
8226         /* No ASYM_PACKING if target CPU is already busy */
8227         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8228                 return true;
8229         /*
8230          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the highest
8231          * prority CPUs in the group, therefore mark all groups
8232          * of lower priority than ourself as busy.
8233          */
8234         if (sgs->sum_nr_running &&
8235             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu)) {
8236                 if (!sds->busiest)
8237                         return true;
8238
8239                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8240                 if (sched_asym_prefer(sds->busiest->asym_prefer_cpu,
8241                                       sg->asym_prefer_cpu))
8242                         return true;
8243         }
8244
8245         return false;
8246 }
8247
8248 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8249 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8250 {
8251         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8252                 return regular;
8253         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8254                 return remote;
8255         return all;
8256 }
8257
8258 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8259 {
8260         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8261                 return regular;
8262         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8263                 return remote;
8264         return all;
8265 }
8266 #else
8267 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8268 {
8269         return all;
8270 }
8271
8272 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8273 {
8274         return regular;
8275 }
8276 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8277
8278 /**
8279  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
8280  * @env: The load balancing environment.
8281  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
8282  */
8283 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8284 {
8285         struct sched_domain *child = env->sd->child;
8286         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8287         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
8288         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
8289         bool prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
8290         int sg_status = 0;
8291
8292 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8293         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && READ_ONCE(nohz.has_blocked))
8294                 env->flags |= LBF_NOHZ_STATS;
8295 #endif
8296
8297         do {
8298                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
8299                 int local_group;
8300
8301                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
8302                 if (local_group) {
8303                         sds->local = sg;
8304                         sgs = local;
8305
8306                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
8307                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
8308                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
8309                 }
8310
8311                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
8312
8313                 if (local_group)
8314                         goto next_group;
8315
8316                 /*
8317                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
8318                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
8319                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
8320                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
8321                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
8322                  * you always pull from the heaviest group when it is already
8323                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
8324                  * the tasks on the system).
8325                  */
8326                 if (prefer_sibling && sds->local &&
8327                     group_has_capacity(env, local) &&
8328                     (sgs->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)) {
8329                         sgs->group_no_capacity = 1;
8330                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
8331                 }
8332
8333                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
8334                         sds->busiest = sg;
8335                         sds->busiest_stat = *sgs;
8336                 }
8337
8338 next_group:
8339                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
8340                 sds->total_running += sgs->sum_nr_running;
8341                 sds->total_load += sgs->group_load;
8342                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
8343
8344                 sg = sg->next;
8345         } while (sg != env->sd->groups);
8346
8347 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8348         if ((env->flags & LBF_NOHZ_AGAIN) &&
8349             cpumask_subset(nohz.idle_cpus_mask, sched_domain_span(env->sd))) {
8350
8351                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
8352                            jiffies + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
8353         }
8354 #endif
8355
8356         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
8357                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
8358
8359         if (!env->sd->parent) {
8360                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8361
8362                 /* update overload indicator if we are at root domain */
8363                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
8364
8365                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
8366                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8367                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8368         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
8369                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8370
8371                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
8372                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
8373         }
8374 }
8375
8376 /**
8377  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
8378  *                      sched domain.
8379  *
8380  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
8381  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
8382  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
8383  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
8384  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
8385  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
8386  *
8387  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
8388  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
8389  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
8390  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
8391  * number.
8392  *
8393  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
8394  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in env->imbalance.
8395  *
8396  * @env: The load balancing environment.
8397  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
8398  */
8399 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8400 {
8401         int busiest_cpu;
8402
8403         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8404                 return 0;
8405
8406         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8407                 return 0;
8408
8409         if (!sds->busiest)
8410                 return 0;
8411
8412         busiest_cpu = sds->busiest->asym_prefer_cpu;
8413         if (sched_asym_prefer(busiest_cpu, env->dst_cpu))
8414                 return 0;
8415
8416         env->imbalance = sds->busiest_stat.group_load;
8417
8418         return 1;
8419 }
8420
8421 /**
8422  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
8423  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
8424  *                      load balancing.
8425  * @env: The load balancing environment.
8426  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8427  */
8428 static inline
8429 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8430 {
8431         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
8432         unsigned int imbn = 2;
8433         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
8434         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8435
8436         local = &sds->local_stat;
8437         busiest = &sds->busiest_stat;
8438
8439         if (!local->sum_nr_running)
8440                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
8441         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
8442                 imbn = 1;
8443
8444         scaled_busy_load_per_task =
8445                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8446                 busiest->group_capacity;
8447
8448         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
8449             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
8450                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8451                 return;
8452         }
8453
8454         /*
8455          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
8456          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
8457          * moving them.
8458          */
8459
8460         capa_now += busiest->group_capacity *
8461                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
8462         capa_now += local->group_capacity *
8463                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
8464         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8465
8466         /* Amount of load we'd subtract */
8467         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
8468                 capa_move += busiest->group_capacity *
8469                             min(busiest->load_per_task,
8470                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
8471         }
8472
8473         /* Amount of load we'd add */
8474         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
8475             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
8476                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
8477                       local->group_capacity;
8478         } else {
8479                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8480                       local->group_capacity;
8481         }
8482         capa_move += local->group_capacity *
8483                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
8484         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8485
8486         /* Move if we gain throughput */
8487         if (capa_move > capa_now)
8488                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8489 }
8490
8491 /**
8492  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
8493  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
8494  * @env: load balance environment
8495  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8496  */
8497 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8498 {
8499         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
8500         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8501
8502         local = &sds->local_stat;
8503         busiest = &sds->busiest_stat;
8504
8505         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
8506                 /*
8507                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
8508                  * to ensure CPU-load equilibrium, look at wider averages. XXX
8509                  */
8510                 busiest->load_per_task =
8511                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
8512         }
8513
8514         /*
8515          * Avg load of busiest sg can be less and avg load of local sg can
8516          * be greater than avg load across all sgs of sd because avg load
8517          * factors in sg capacity and sgs with smaller group_type are
8518          * skipped when updating the busiest sg:
8519          */
8520         if (busiest->group_type != group_misfit_task &&
8521             (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
8522              local->avg_load >= sds->avg_load)) {
8523                 env->imbalance = 0;
8524                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8525         }
8526
8527         /*
8528          * If there aren't any idle CPUs, avoid creating some.
8529          */
8530         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
8531             local->group_type   == group_overloaded) {
8532                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running * SCHED_CAPACITY_SCALE;
8533                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity) {
8534                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
8535                         load_above_capacity *= scale_load_down(NICE_0_LOAD);
8536                         load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
8537                 } else
8538                         load_above_capacity = ~0UL;
8539         }
8540
8541         /*
8542          * We're trying to get all the CPUs to the average_load, so we don't
8543          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
8544          * reduce the max loaded CPU below the average load. At the same time,
8545          * we also don't want to reduce the group load below the group
8546          * capacity. Thus we look for the minimum possible imbalance.
8547          */
8548         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
8549
8550         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
8551         env->imbalance = min(
8552                 max_pull * busiest->group_capacity,
8553                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
8554         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
8555
8556         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
8557         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
8558                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
8559                                        busiest->group_misfit_task_load);
8560         }
8561
8562         /*
8563          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
8564          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
8565          * a think about bumping its value to force at least one task to be
8566          * moved
8567          */
8568         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
8569                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8570 }
8571
8572 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
8573
8574 /**
8575  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
8576  * if there is an imbalance.
8577  *
8578  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
8579  * to restore balance.
8580  *
8581  * @env: The load balancing environment.
8582  *
8583  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
8584  */
8585 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
8586 {
8587         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8588         struct sd_lb_stats sds;
8589
8590         init_sd_lb_stats(&sds);
8591
8592         /*
8593          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
8594          * this level.
8595          */
8596         update_sd_lb_stats(env, &sds);
8597
8598         if (sched_energy_enabled()) {
8599                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8600
8601                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
8602                         goto out_balanced;
8603         }
8604
8605         local = &sds.local_stat;
8606         busiest = &sds.busiest_stat;
8607
8608         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
8609         if (check_asym_packing(env, &sds))
8610                 return sds.busiest;
8611
8612         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
8613         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
8614                 goto out_balanced;
8615
8616         /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
8617         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
8618                                                 / sds.total_capacity;
8619
8620         /*
8621          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
8622          * work because they assume all things are equal, which typically
8623          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
8624          */
8625         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
8626                 goto force_balance;
8627
8628         /*
8629          * When dst_cpu is idle, prevent SMP nice and/or asymmetric group
8630          * capacities from resulting in underutilization due to avg_load.
8631          */
8632         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
8633             busiest->group_no_capacity)
8634                 goto force_balance;
8635
8636         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
8637         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
8638                 goto force_balance;
8639
8640         /*
8641          * If the local group is busier than the selected busiest group
8642          * don't try and pull any tasks.
8643          */
8644         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
8645                 goto out_balanced;
8646
8647         /*
8648          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
8649          * average load.
8650          */
8651         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
8652                 goto out_balanced;
8653
8654         if (env->idle == CPU_IDLE) {
8655                 /*
8656                  * This CPU is idle. If the busiest group is not overloaded
8657                  * and there is no imbalance between this and busiest group
8658                  * wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance becomes
8659                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
8660                  * might end up to just move the imbalance on another group
8661                  */
8662                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
8663                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
8664                         goto out_balanced;
8665         } else {
8666                 /*
8667                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
8668                  * imbalance_pct to be conservative.
8669                  */
8670                 if (100 * busiest->avg_load <=
8671                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8672                         goto out_balanced;
8673         }
8674
8675 force_balance:
8676         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8677         env->src_grp_type = busiest->group_type;
8678         calculate_imbalance(env, &sds);
8679         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
8680
8681 out_balanced:
8682         env->imbalance = 0;
8683         return NULL;
8684 }
8685
8686 /*
8687  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
8688  */
8689 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8690                                      struct sched_group *group)
8691 {
8692         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8693         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8694         int i;
8695
8696         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8697                 unsigned long capacity, load;
8698                 enum fbq_type rt;
8699
8700                 rq = cpu_rq(i);
8701                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8702
8703                 /*
8704                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8705                  *  - regular: there are !numa tasks
8706                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8707                  *  - all:     there is no distinction
8708                  *
8709                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8710                  * ignore those when there's better options.
8711                  *
8712                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8713                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8714                  * queue by moving tasks around inside the node.
8715                  *
8716                  * If we cannot move enough load due to this classification
8717                  * the next pass will adjust the group classification and
8718                  * allow migration of more tasks.
8719                  *
8720                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8721                  */
8722                 if (rt > env->fbq_type)
8723                         continue;
8724
8725                 /*
8726                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we simply
8727                  * seek the "biggest" misfit task.
8728                  */
8729                 if (env->src_grp_type == group_misfit_task) {
8730                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
8731                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
8732                                 busiest = rq;
8733                         }
8734
8735                         continue;
8736                 }
8737
8738                 capacity = capacity_of(i);
8739
8740                 /*
8741                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
8742                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
8743                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
8744                  * average load.
8745                  */
8746                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8747                     capacity_of(env->dst_cpu) < capacity &&
8748                     rq->nr_running == 1)
8749                         continue;
8750
8751                 load = cpu_runnable_load(rq);
8752
8753                 /*
8754                  * When comparing with imbalance, use cpu_runnable_load()
8755                  * which is not scaled with the CPU capacity.
8756                  */
8757
8758                 if (rq->nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
8759                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
8760                         continue;
8761
8762                 /*
8763                  * For the load comparisons with the other CPU's, consider
8764                  * the cpu_runnable_load() scaled with the CPU capacity, so
8765                  * that the load can be moved away from the CPU that is
8766                  * potentially running at a lower capacity.
8767                  *
8768                  * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i), crosswise
8769                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
8770                  * to: load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;  where j is
8771                  * our previous maximum.
8772                  */
8773                 if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8774                         busiest_load = load;
8775                         busiest_capacity = capacity;
8776                         busiest = rq;
8777                 }
8778         }
8779
8780         return busiest;
8781 }
8782
8783 /*
8784  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8785  * so long as it is large enough.
8786  */
8787 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8788
8789 static inline bool
8790 asym_active_balance(struct lb_env *env)
8791 {
8792         /*
8793          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8794          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
8795          * highest priority CPUs.
8796          */
8797         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
8798                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
8799 }
8800
8801 static inline bool
8802 voluntary_active_balance(struct lb_env *env)
8803 {
8804         struct sched_domain *sd = env->sd;
8805
8806         if (asym_active_balance(env))
8807                 return 1;
8808
8809         /*
8810          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8811          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8812          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8813          * available on dst_cpu.
8814          */
8815         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8816             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8817                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8818                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8819                         return 1;
8820         }
8821
8822         if (env->src_grp_type == group_misfit_task)
8823                 return 1;
8824
8825         return 0;
8826 }
8827
8828 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8829 {
8830         struct sched_domain *sd = env->sd;
8831
8832         if (voluntary_active_balance(env))
8833                 return 1;
8834
8835         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8836 }
8837
8838 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8839
8840 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8841 {
8842         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8843         int cpu, balance_cpu = -1;
8844
8845         /*
8846          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
8847          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
8848          */
8849         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
8850                 return 0;
8851
8852         /*
8853          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
8854          * to do the newly idle load balance.
8855          */
8856         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8857                 return 1;
8858
8859         /* Try to find first idle CPU */
8860         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
8861                 if (!idle_cpu(cpu))
8862                         continue;
8863
8864                 balance_cpu = cpu;
8865                 break;
8866         }
8867
8868         if (balance_cpu == -1)
8869                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8870
8871         /*
8872          * First idle CPU or the first CPU(busiest) in this sched group
8873          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8874          */
8875         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8876 }
8877
8878 /*
8879  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8880  * tasks if there is an imbalance.
8881  */
8882 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8883                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8884                         int *continue_balancing)
8885 {
8886         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8887         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8888         struct sched_group *group;
8889         struct rq *busiest;
8890         struct rq_flags rf;
8891         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8892
8893         struct lb_env env = {
8894                 .sd             = sd,
8895                 .dst_cpu        = this_cpu,
8896                 .dst_rq         = this_rq,
8897                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
8898                 .idle           = idle,
8899                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8900                 .cpus           = cpus,
8901                 .fbq_type       = all,
8902                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8903         };
8904
8905         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
8906
8907         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
8908
8909 redo:
8910         if (!should_we_balance(&env)) {
8911                 *continue_balancing = 0;
8912                 goto out_balanced;
8913         }
8914
8915         group = find_busiest_group(&env);
8916         if (!group) {
8917                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
8918                 goto out_balanced;
8919         }
8920
8921         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8922         if (!busiest) {
8923                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
8924                 goto out_balanced;
8925         }
8926
8927         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8928
8929         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8930
8931         env.src_cpu = busiest->cpu;
8932         env.src_rq = busiest;
8933
8934         ld_moved = 0;
8935         if (busiest->nr_running > 1) {
8936                 /*
8937                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8938                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8939                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8940                  * correctly treated as an imbalance.
8941                  */
8942                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8943                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8944
8945 more_balance:
8946                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
8947                 update_rq_clock(busiest);
8948
8949                 /*
8950                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8951                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8952                  */
8953                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8954
8955                 /*
8956                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8957                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8958                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8959                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8960                  * See task_rq_lock() family for the details.
8961                  */
8962
8963                 rq_unlock(busiest, &rf);
8964
8965                 if (cur_ld_moved) {
8966                         attach_tasks(&env);
8967                         ld_moved += cur_ld_moved;
8968                 }
8969
8970                 local_irq_restore(rf.flags);
8971
8972                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8973                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8974                         goto more_balance;
8975                 }
8976
8977                 /*
8978                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8979                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8980                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8981                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
8982                  * sched_group.
8983                  *
8984                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8985                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8986                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8987                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8988                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8989                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8990                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8991                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8992                  * This however should not happen so much in practice and
8993                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8994                  * excess load moved.
8995                  */
8996                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8997
8998                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
8999                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
9000
9001                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
9002                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
9003                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
9004                         env.loop         = 0;
9005                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
9006
9007                         /*
9008                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
9009                          * need to continue with same src_cpu.
9010                          */
9011                         goto more_balance;
9012                 }
9013
9014                 /*
9015                  * We failed to reach balance because of affinity.
9016                  */
9017                 if (sd_parent) {
9018                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9019
9020                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
9021                                 *group_imbalance = 1;
9022                 }
9023
9024                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
9025                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9026                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
9027                         /*
9028                          * Attempting to continue load balancing at the current
9029                          * sched_domain level only makes sense if there are
9030                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
9031                          * pull load from which are not contained within the
9032                          * destination group that is receiving any migrated
9033                          * load.
9034                          */
9035                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
9036                                 env.loop = 0;
9037                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
9038                                 goto redo;
9039                         }
9040                         goto out_all_pinned;
9041                 }
9042         }
9043
9044         if (!ld_moved) {
9045                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
9046                 /*
9047                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
9048                  * We do not want newidle balance, which can be very
9049                  * frequent, pollute the failure counter causing
9050                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
9051                  */
9052                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
9053                         sd->nr_balance_failed++;
9054
9055                 if (need_active_balance(&env)) {
9056                         unsigned long flags;
9057
9058                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
9059
9060                         /*
9061                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
9062                          * if the curr task on busiest CPU can't be
9063                          * moved to this_cpu:
9064                          */
9065                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
9066                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
9067                                                             flags);
9068                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9069                                 goto out_one_pinned;
9070                         }
9071
9072                         /*
9073                          * ->active_balance synchronizes accesses to
9074                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
9075                          * only after active load balance is finished.
9076                          */
9077                         if (!busiest->active_balance) {
9078                                 busiest->active_balance = 1;
9079                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
9080                                 active_balance = 1;
9081                         }
9082                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
9083
9084                         if (active_balance) {
9085                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
9086                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
9087                                         &busiest->active_balance_work);
9088                         }
9089
9090                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
9091                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
9092                 }
9093         } else
9094                 sd->nr_balance_failed = 0;
9095
9096         if (likely(!active_balance) || voluntary_active_balance(&env)) {
9097                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
9098                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
9099         } else {
9100                 /*
9101                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
9102                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
9103                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
9104                  * detach_tasks).
9105                  */
9106                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
9107                         sd->balance_interval *= 2;
9108         }
9109
9110         goto out;
9111
9112 out_balanced:
9113         /*
9114          * We reach balance although we may have faced some affinity
9115          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
9116          * a chance to move and fix the imbalance.
9117          */
9118         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9119                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9120
9121                 if (*group_imbalance)
9122                         *group_imbalance = 0;
9123         }
9124
9125 out_all_pinned:
9126         /*
9127          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9128          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9129          * can try to migrate them.
9130          */
9131         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9132
9133         sd->nr_balance_failed = 0;
9134
9135 out_one_pinned:
9136         ld_moved = 0;
9137
9138         /*
9139          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
9140          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
9141          * skyrocketting in a short amount of time. Skip the balance_interval
9142          * increase logic to avoid that.
9143          */
9144         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9145                 goto out;
9146
9147         /* tune up the balancing interval */
9148         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
9149              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
9150             sd->balance_interval < sd->max_interval)
9151                 sd->balance_interval *= 2;
9152 out:
9153         return ld_moved;
9154 }
9155
9156 static inline unsigned long
9157 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
9158 {
9159         unsigned long interval = sd->balance_interval;
9160
9161         if (cpu_busy)
9162                 interval *= sd->busy_factor;
9163
9164         /* scale ms to jiffies */
9165         interval = msecs_to_jiffies(interval);
9166         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9167
9168         return interval;
9169 }
9170
9171 static inline void
9172 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
9173 {
9174         unsigned long interval, next;
9175
9176         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
9177         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
9178         next = sd->last_balance + interval;
9179
9180         if (time_after(*next_balance, next))
9181                 *next_balance = next;
9182 }
9183
9184 /*
9185  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
9186  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9187  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9188  * avoids physical / logical imbalances.
9189  */
9190 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9191 {
9192         struct rq *busiest_rq = data;
9193         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9194         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9195         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9196         struct sched_domain *sd;
9197         struct task_struct *p = NULL;
9198         struct rq_flags rf;
9199
9200         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
9201         /*
9202          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
9203          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
9204          * inactive CPUs.
9205          */
9206         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
9207                 goto out_unlock;
9208
9209         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
9210         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9211                      !busiest_rq->active_balance))
9212                 goto out_unlock;
9213
9214         /* Is there any task to move? */
9215         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9216                 goto out_unlock;
9217
9218         /*
9219          * This condition is "impossible", if it occurs
9220          * we need to fix it. Originally reported by
9221          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
9222          */
9223         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9224
9225         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9226         rcu_read_lock();
9227         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9228                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
9229                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9230                                 break;
9231         }
9232
9233         if (likely(sd)) {
9234                 struct lb_env env = {
9235                         .sd             = sd,
9236                         .dst_cpu        = target_cpu,
9237                         .dst_rq         = target_rq,
9238                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9239                         .src_rq         = busiest_rq,
9240                         .idle           = CPU_IDLE,
9241                         /*
9242                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
9243                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
9244                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
9245                          * about DST_PINNED.
9246                          */
9247                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
9248                 };
9249
9250                 schedstat_inc(sd->alb_count);
9251                 update_rq_clock(busiest_rq);
9252
9253                 p = detach_one_task(&env);
9254                 if (p) {
9255                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
9256                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
9257                         sd->nr_balance_failed = 0;
9258                 } else {
9259                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
9260                 }
9261         }
9262         rcu_read_unlock();
9263 out_unlock:
9264         busiest_rq->active_balance = 0;
9265         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
9266
9267         if (p)
9268                 attach_one_task(target_rq, p);
9269
9270         local_irq_enable();
9271
9272         return 0;
9273 }
9274
9275 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
9276
9277 /*
9278  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
9279  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
9280  */
9281 void update_max_interval(void)
9282 {
9283         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
9284 }
9285
9286 /*
9287  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
9288  * and initiates a balancing operation if so.
9289  *
9290  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
9291  */
9292 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
9293 {
9294         int continue_balancing = 1;
9295         int cpu = rq->cpu;
9296         unsigned long interval;
9297         struct sched_domain *sd;
9298         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9299         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
9300         int update_next_balance = 0;
9301         int need_serialize, need_decay = 0;
9302         u64 max_cost = 0;
9303
9304         rcu_read_lock();
9305         for_each_domain(cpu, sd) {
9306                 /*
9307                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
9308                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
9309                  */
9310                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
9311                         sd->max_newidle_lb_cost =
9312                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
9313                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
9314                         need_decay = 1;
9315                 }
9316                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
9317
9318                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9319                         continue;
9320
9321                 /*
9322                  * Stop the load balance at this level. There is another
9323                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
9324                  * actively.
9325                  */
9326                 if (!continue_balancing) {
9327                         if (need_decay)
9328                                 continue;
9329                         break;
9330                 }
9331
9332                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9333
9334                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
9335                 if (need_serialize) {
9336                         if (!spin_trylock(&balancing))
9337                                 goto out;
9338                 }
9339
9340                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
9341                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
9342                                 /*
9343                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
9344                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
9345                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
9346                                  */
9347                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9348                         }
9349                         sd->last_balance = jiffies;
9350                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9351                 }
9352                 if (need_serialize)
9353                         spin_unlock(&balancing);
9354 out:
9355                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
9356                         next_balance = sd->last_balance + interval;
9357                         update_next_balance = 1;
9358                 }
9359         }
9360         if (need_decay) {
9361                 /*
9362                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
9363                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
9364                  */
9365                 rq->max_idle_balance_cost =
9366                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
9367         }
9368         rcu_read_unlock();
9369
9370         /*
9371          * next_balance will be updated only when there is a need.
9372          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
9373          * updated.
9374          */
9375         if (likely(update_next_balance)) {
9376                 rq->next_balance = next_balance;
9377
9378 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9379                 /*
9380                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
9381                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
9382                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
9383                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
9384                  * balance for itself and we need to update the
9385                  * nohz.next_balance accordingly.
9386                  */
9387                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
9388                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
9389 #endif
9390         }
9391 }
9392
9393 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
9394 {
9395         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
9396 }
9397
9398 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9399 /*
9400  * idle load balancing details
9401  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
9402  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
9403  *   load balancing for all the idle CPUs.
9404  * - HK_FLAG_MISC CPUs are used for this task, because HK_FLAG_SCHED not set
9405  *   anywhere yet.
9406  */
9407
9408 static inline int find_new_ilb(void)
9409 {
9410         int ilb;
9411
9412         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask,
9413                               housekeeping_cpumask(HK_FLAG_MISC)) {
9414                 if (idle_cpu(ilb))
9415                         return ilb;
9416         }
9417
9418         return nr_cpu_ids;
9419 }
9420
9421 /*
9422  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
9423  * idle CPU in the HK_FLAG_MISC housekeeping set (if there is one).
9424  */
9425 static void kick_ilb(unsigned int flags)
9426 {
9427         int ilb_cpu;
9428
9429         /*
9430          * Increase nohz.next_balance only when if full ilb is triggered but
9431          * not if we only update stats.
9432          */
9433         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9434                 nohz.next_balance = jiffies+1;
9435
9436         ilb_cpu = find_new_ilb();
9437
9438         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
9439                 return;
9440
9441         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
9442         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
9443                 return;
9444
9445         /*
9446          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
9447          * This way we generate a sched IPI on the target CPU which
9448          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
9449          * will be run before returning from the IPI.
9450          */
9451         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
9452 }
9453
9454 /*
9455  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
9456  * of idle CPUs in the system.
9457  */
9458 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
9459 {
9460         unsigned long now = jiffies;
9461         struct sched_domain_shared *sds;
9462         struct sched_domain *sd;
9463         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
9464         unsigned int flags = 0;
9465
9466         if (unlikely(rq->idle_balance))
9467                 return;
9468
9469         /*
9470          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9471          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9472          */
9473         nohz_balance_exit_idle(rq);
9474
9475         /*
9476          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9477          * balancing.
9478          */
9479         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9480                 return;
9481
9482         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
9483             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9484                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
9485
9486         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9487                 goto out;
9488
9489         if (rq->nr_running >= 2) {
9490                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9491                 goto out;
9492         }
9493
9494         rcu_read_lock();
9495
9496         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9497         if (sd) {
9498                 /*
9499                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
9500                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
9501                  * on.
9502                  */
9503                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9504                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9505                         goto unlock;
9506                 }
9507         }
9508
9509         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
9510         if (sd) {
9511                 /*
9512                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
9513                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
9514                  * around.
9515                  */
9516                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
9517                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
9518                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9519                                 goto unlock;
9520                         }
9521                 }
9522         }
9523
9524         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
9525         if (sd) {
9526                 /*
9527                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
9528                  * to run the misfit task on.
9529                  */
9530                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
9531                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9532                         goto unlock;
9533                 }
9534
9535                 /*
9536                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
9537                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
9538                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
9539                  *
9540                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
9541                  */
9542                 goto unlock;
9543         }
9544
9545         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
9546         if (sds) {
9547                 /*
9548                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
9549                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
9550                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
9551                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
9552                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
9553                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
9554                  * like this LLC domain has tasks we could move.
9555                  */
9556                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
9557                 if (nr_busy > 1) {
9558                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9559                         goto unlock;
9560                 }
9561         }
9562 unlock:
9563         rcu_read_unlock();
9564 out:
9565         if (flags)
9566                 kick_ilb(flags);
9567 }
9568
9569 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
9570 {
9571         struct sched_domain *sd;
9572
9573         rcu_read_lock();
9574         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9575
9576         if (!sd || !sd->nohz_idle)
9577                 goto unlock;
9578         sd->nohz_idle = 0;
9579
9580         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9581 unlock:
9582         rcu_read_unlock();
9583 }
9584
9585 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
9586 {
9587         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
9588
9589         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
9590                 return;
9591
9592         rq->nohz_tick_stopped = 0;
9593         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9594         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
9595
9596         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
9597 }
9598
9599 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
9600 {
9601         struct sched_domain *sd;
9602
9603         rcu_read_lock();
9604         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9605
9606         if (!sd || sd->nohz_idle)
9607                 goto unlock;
9608         sd->nohz_idle = 1;
9609
9610         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9611 unlock:
9612         rcu_read_unlock();
9613 }
9614
9615 /*
9616  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
9617  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
9618  */
9619 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
9620 {
9621         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9622
9623         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
9624
9625         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
9626         if (!cpu_active(cpu))
9627                 return;
9628
9629         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
9630         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
9631                 return;
9632
9633         /*
9634          * Can be set safely without rq->lock held
9635          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
9636          * rq->lock is held during the check and the clear
9637          */
9638         rq->has_blocked_load = 1;
9639
9640         /*
9641          * The tick is still stopped but load could have been added in the
9642          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
9643          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
9644          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
9645          */
9646         if (rq->nohz_tick_stopped)
9647                 goto out;
9648
9649         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
9650         if (on_null_domain(rq))
9651                 return;
9652
9653         rq->nohz_tick_stopped = 1;
9654
9655         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9656         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
9657
9658         /*
9659          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
9660          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
9661          * store.
9662          */
9663         smp_mb__after_atomic();
9664
9665         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
9666
9667 out:
9668         /*
9669          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
9670          * enable the periodic update of the load of idle cpus
9671          */
9672         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9673 }
9674
9675 /*
9676  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
9677  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
9678  * tasks movement depending of flags.
9679  * The function returns false if the loop has stopped before running
9680  * through all idle CPUs.
9681  */
9682 static bool _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
9683                                enum cpu_idle_type idle)
9684 {
9685         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9686         unsigned long now = jiffies;
9687         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
9688         bool has_blocked_load = false;
9689         int update_next_balance = 0;
9690         int this_cpu = this_rq->cpu;
9691         int balance_cpu;
9692         int ret = false;
9693         struct rq *rq;
9694
9695         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
9696
9697         /*
9698          * We assume there will be no idle load after this update and clear
9699          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
9700          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
9701          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
9702          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
9703          * check the load of an idle cpu.
9704          */
9705         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
9706
9707         /*
9708          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
9709          * store from nohz_balance_enter_idle().
9710          */
9711         smp_mb();
9712
9713         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
9714                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
9715                         continue;
9716
9717                 /*
9718                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
9719                  * work being done for other CPUs. Next load
9720                  * balancing owner will pick it up.
9721                  */
9722                 if (need_resched()) {
9723                         has_blocked_load = true;
9724                         goto abort;
9725                 }
9726
9727                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
9728
9729                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq, true);
9730
9731                 /*
9732                  * If time for next balance is due,
9733                  * do the balance.
9734                  */
9735                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
9736                         struct rq_flags rf;
9737
9738                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9739                         update_rq_clock(rq);
9740                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9741
9742                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9743                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
9744                 }
9745
9746                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
9747                         next_balance = rq->next_balance;
9748                         update_next_balance = 1;
9749                 }
9750         }
9751
9752         /*
9753          * next_balance will be updated only when there is a need.
9754          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
9755          * updated.
9756          */
9757         if (likely(update_next_balance))
9758                 nohz.next_balance = next_balance;
9759
9760         /* Newly idle CPU doesn't need an update */
9761         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
9762                 update_blocked_averages(this_cpu);
9763                 has_blocked_load |= this_rq->has_blocked_load;
9764         }
9765
9766         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9767                 rebalance_domains(this_rq, CPU_IDLE);
9768
9769         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
9770                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
9771
9772         /* The full idle balance loop has been done */
9773         ret = true;
9774
9775 abort:
9776         /* There is still blocked load, enable periodic update */
9777         if (has_blocked_load)
9778                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9779
9780         return ret;
9781 }
9782
9783 /*
9784  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
9785  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
9786  */
9787 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9788 {
9789         int this_cpu = this_rq->cpu;
9790         unsigned int flags;
9791
9792         if (!(atomic_read(nohz_flags(this_cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
9793                 return false;
9794
9795         if (idle != CPU_IDLE) {
9796                 atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9797                 return false;
9798         }
9799
9800         /* could be _relaxed() */
9801         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9802         if (!(flags & NOHZ_KICK_MASK))
9803                 return false;
9804
9805         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
9806
9807         return true;
9808 }
9809
9810 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
9811 {
9812         int this_cpu = this_rq->cpu;
9813
9814         /*
9815          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
9816          * housekeeping
9817          */
9818         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
9819                 return;
9820
9821         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
9822         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
9823                 return;
9824
9825         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
9826         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
9827             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9828                 return;
9829
9830         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9831         /*
9832          * This CPU is going to be idle and blocked load of idle CPUs
9833          * need to be updated. Run the ilb locally as it is a good
9834          * candidate for ilb instead of waking up another idle CPU.
9835          * Kick an normal ilb if we failed to do the update.
9836          */
9837         if (!_nohz_idle_balance(this_rq, NOHZ_STATS_KICK, CPU_NEWLY_IDLE))
9838                 kick_ilb(NOHZ_STATS_KICK);
9839         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9840 }
9841
9842 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9843 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
9844
9845 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9846 {
9847         return false;
9848 }
9849
9850 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
9851 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9852
9853 /*
9854  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
9855  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
9856  */
9857 int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
9858 {
9859         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
9860         int this_cpu = this_rq->cpu;
9861         struct sched_domain *sd;
9862         int pulled_task = 0;
9863         u64 curr_cost = 0;
9864
9865         update_misfit_status(NULL, this_rq);
9866         /*
9867          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
9868          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
9869          */
9870         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
9871
9872         /*
9873          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
9874          */
9875         if (!cpu_active(this_cpu))
9876                 return 0;
9877
9878         /*
9879          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
9880          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
9881          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
9882          * re-start the picking loop.
9883          */
9884         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
9885
9886         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
9887             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
9888
9889                 rcu_read_lock();
9890                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
9891                 if (sd)
9892                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9893                 rcu_read_unlock();
9894
9895                 nohz_newidle_balance(this_rq);
9896
9897                 goto out;
9898         }
9899
9900         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9901
9902         update_blocked_averages(this_cpu);
9903         rcu_read_lock();
9904         for_each_domain(this_cpu, sd) {
9905                 int continue_balancing = 1;
9906                 u64 t0, domain_cost;
9907
9908                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9909                         continue;
9910
9911                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
9912                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9913                         break;
9914                 }
9915
9916                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
9917                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
9918
9919                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
9920                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
9921                                                    &continue_balancing);
9922
9923                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
9924                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
9925                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
9926
9927                         curr_cost += domain_cost;
9928                 }
9929
9930                 update_next_balance(sd, &next_balance);
9931
9932                 /*
9933                  * Stop searching for tasks to pull if there are
9934                  * now runnable tasks on this rq.
9935                  */
9936                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
9937                         break;
9938         }
9939         rcu_read_unlock();
9940
9941         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9942
9943         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
9944                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
9945
9946 out:
9947         /*
9948          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
9949          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
9950          * pretend we pulled a task.
9951          */
9952         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
9953                 pulled_task = 1;
9954
9955         /* Move the next balance forward */
9956         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
9957                 this_rq->next_balance = next_balance;
9958
9959         /* Is there a task of a high priority class? */
9960         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
9961                 pulled_task = -1;
9962
9963         if (pulled_task)
9964                 this_rq->idle_stamp = 0;
9965
9966         rq_repin_lock(this_rq, rf);
9967
9968         return pulled_task;
9969 }
9970
9971 /*
9972  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
9973  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
9974  */
9975 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
9976 {
9977         struct rq *this_rq = this_rq();
9978         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
9979                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9980
9981         /*
9982          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
9983          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
9984          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
9985          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
9986          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
9987          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9988          */
9989         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
9990                 return;
9991
9992         /* normal load balance */
9993         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
9994         rebalance_domains(this_rq, idle);
9995 }
9996
9997 /*
9998  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9999  */
10000 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
10001 {
10002         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
10003         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
10004                 return;
10005
10006         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
10007                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
10008
10009         nohz_balancer_kick(rq);
10010 }
10011
10012 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
10013 {
10014         update_sysctl();
10015
10016         update_runtime_enabled(rq);
10017 }
10018
10019 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
10020 {
10021         update_sysctl();
10022
10023         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
10024         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
10025 }
10026
10027 #endif /* CONFIG_SMP */
10028
10029 /*
10030  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
10031  *
10032  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
10033  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
10034  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
10035  * parameters.
10036  */
10037 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
10038 {
10039         struct cfs_rq *cfs_rq;
10040         struct sched_entity *se = &curr->se;
10041
10042         for_each_sched_entity(se) {
10043                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10044                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
10045         }
10046
10047         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
10048                 task_tick_numa(rq, curr);
10049
10050         update_misfit_status(curr, rq);
10051         update_overutilized_status(task_rq(curr));
10052 }
10053
10054 /*
10055  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
10056  *  - child not yet on the tasklist
10057  *  - preemption disabled
10058  */
10059 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
10060 {
10061         struct cfs_rq *cfs_rq;
10062         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
10063         struct rq *rq = this_rq();
10064         struct rq_flags rf;
10065
10066         rq_lock(rq, &rf);
10067         update_rq_clock(rq);
10068
10069         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
10070         curr = cfs_rq->curr;
10071         if (curr) {
10072                 update_curr(cfs_rq);
10073                 se->vruntime = curr->vruntime;
10074         }
10075         place_entity(cfs_rq, se, 1);
10076
10077         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
10078                 /*
10079                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
10080                  * 'current' within the tree based on its new key value.
10081                  */
10082                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
10083                 resched_curr(rq);
10084         }
10085
10086         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10087         rq_unlock(rq, &rf);
10088 }
10089
10090 /*
10091  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
10092  * the current task.
10093  */
10094 static void
10095 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
10096 {
10097         if (!task_on_rq_queued(p))
10098                 return;
10099
10100         /*
10101          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
10102          * our priority decreased, or if we are not currently running on
10103          * this runqueue and our priority is higher than the current's
10104          */
10105         if (rq->curr == p) {
10106                 if (p->prio > oldprio)
10107                         resched_curr(rq);
10108         } else
10109                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
10110 }
10111
10112 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
10113 {
10114         struct sched_entity *se = &p->se;
10115
10116         /*
10117          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
10118          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
10119          * vruntime.
10120          */
10121         if (p->on_rq)
10122                 return true;
10123
10124         /*
10125          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
10126          * But there are some cases where it has already been normalized:
10127          *
10128          * - A forked child which is waiting for being woken up by
10129          *   wake_up_new_task().
10130          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
10131          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
10132          */
10133         if (!se->sum_exec_runtime ||
10134             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
10135                 return true;
10136
10137         return false;
10138 }
10139
10140 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10141 /*
10142  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
10143  * visible to the root
10144  */
10145 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10146 {
10147         struct cfs_rq *cfs_rq;
10148
10149         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq_of(se));
10150
10151         /* Start to propagate at parent */
10152         se = se->parent;
10153
10154         for_each_sched_entity(se) {
10155                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10156
10157                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq)){
10158                         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
10159                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
10160                         continue;
10161                 }
10162
10163                 if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
10164                         break;
10165         }
10166 }
10167 #else
10168 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
10169 #endif
10170
10171 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10172 {
10173         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10174
10175         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
10176         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10177         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10178         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10179         propagate_entity_cfs_rq(se);
10180 }
10181
10182 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10183 {
10184         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10185
10186 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10187         /*
10188          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
10189          * class maintain depth value), reset depth properly.
10190          */
10191         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10192 #endif
10193
10194         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
10195         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
10196         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10197         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10198         propagate_entity_cfs_rq(se);
10199 }
10200
10201 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10202 {
10203         struct sched_entity *se = &p->se;
10204         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10205
10206         if (!vruntime_normalized(p)) {
10207                 /*
10208                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
10209                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
10210                  */
10211                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
10212                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10213         }
10214
10215         detach_entity_cfs_rq(se);
10216 }
10217
10218 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10219 {
10220         struct sched_entity *se = &p->se;
10221         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10222
10223         attach_entity_cfs_rq(se);
10224
10225         if (!vruntime_normalized(p))
10226                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
10227 }
10228
10229 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10230 {
10231         detach_task_cfs_rq(p);
10232 }
10233
10234 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10235 {
10236         attach_task_cfs_rq(p);
10237
10238         if (task_on_rq_queued(p)) {
10239                 /*
10240                  * We were most likely switched from sched_rt, so
10241                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
10242                  * if we can still preempt the current task.
10243                  */
10244                 if (rq->curr == p)
10245                         resched_curr(rq);
10246                 else
10247                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
10248         }
10249 }
10250
10251 /* Account for a task changing its policy or group.
10252  *
10253  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
10254  * migrates between groups/classes.
10255  */
10256 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
10257 {
10258         struct sched_entity *se = &p->se;
10259
10260 #ifdef CONFIG_SMP
10261         if (task_on_rq_queued(p)) {
10262                 /*
10263                  * Move the next running task to the front of the list, so our
10264                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
10265                  */
10266                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
10267         }
10268 #endif
10269
10270         for_each_sched_entity(se) {
10271                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10272
10273                 set_next_entity(cfs_rq, se);
10274                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
10275                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
10276         }
10277 }
10278
10279 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
10280 {
10281         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
10282         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
10283 #ifndef CONFIG_64BIT
10284         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
10285 #endif
10286 #ifdef CONFIG_SMP
10287         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
10288 #endif
10289 }
10290
10291 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10292 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
10293 {
10294         struct sched_entity *se = &p->se;
10295
10296         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10297         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10298 }
10299
10300 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
10301 {
10302         detach_task_cfs_rq(p);
10303         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10304
10305 #ifdef CONFIG_SMP
10306         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
10307         p->se.avg.last_update_time = 0;
10308 #endif
10309         attach_task_cfs_rq(p);
10310 }
10311
10312 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
10313 {
10314         switch (type) {
10315         case TASK_SET_GROUP:
10316                 task_set_group_fair(p);
10317                 break;
10318
10319         case TASK_MOVE_GROUP:
10320                 task_move_group_fair(p);
10321                 break;
10322         }
10323 }
10324
10325 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10326 {
10327         int i;
10328
10329         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10330
10331         for_each_possible_cpu(i) {
10332                 if (tg->cfs_rq)
10333                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
10334                 if (tg->se)
10335                         kfree(tg->se[i]);
10336         }
10337
10338         kfree(tg->cfs_rq);
10339         kfree(tg->se);
10340 }
10341
10342 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10343 {
10344         struct sched_entity *se;
10345         struct cfs_rq *cfs_rq;
10346         int i;
10347
10348         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
10349         if (!tg->cfs_rq)
10350                 goto err;
10351         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
10352         if (!tg->se)
10353                 goto err;
10354
10355         tg->shares = NICE_0_LOAD;
10356
10357         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10358
10359         for_each_possible_cpu(i) {
10360                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
10361                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10362                 if (!cfs_rq)
10363                         goto err;
10364
10365                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
10366                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10367                 if (!se)
10368                         goto err_free_rq;
10369
10370                 init_cfs_rq(cfs_rq);
10371                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
10372                 init_entity_runnable_average(se);
10373         }
10374
10375         return 1;
10376
10377 err_free_rq:
10378         kfree(cfs_rq);
10379 err:
10380         return 0;
10381 }
10382
10383 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10384 {
10385         struct sched_entity *se;
10386         struct rq_flags rf;
10387         struct rq *rq;
10388         int i;
10389
10390         for_each_possible_cpu(i) {
10391                 rq = cpu_rq(i);
10392                 se = tg->se[i];
10393                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10394                 update_rq_clock(rq);
10395                 attach_entity_cfs_rq(se);
10396                 sync_throttle(tg, i);
10397                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10398         }
10399 }
10400
10401 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10402 {
10403         unsigned long flags;
10404         struct rq *rq;
10405         int cpu;
10406
10407         for_each_possible_cpu(cpu) {
10408                 if (tg->se[cpu])
10409                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
10410
10411                 /*
10412                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
10413                  * check on_list without danger of it being re-added.
10414                  */
10415                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
10416                         continue;
10417
10418                 rq = cpu_rq(cpu);
10419
10420                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
10421                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
10422                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
10423         }
10424 }
10425
10426 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
10427                         struct sched_entity *se, int cpu,
10428                         struct sched_entity *parent)
10429 {
10430         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10431
10432         cfs_rq->tg = tg;
10433         cfs_rq->rq = rq;
10434         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
10435
10436         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
10437         tg->se[cpu] = se;
10438
10439         /* se could be NULL for root_task_group */
10440         if (!se)
10441                 return;
10442
10443         if (!parent) {
10444                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
10445                 se->depth = 0;
10446         } else {
10447                 se->cfs_rq = parent->my_q;
10448                 se->depth = parent->depth + 1;
10449         }
10450
10451         se->my_q = cfs_rq;
10452         /* guarantee group entities always have weight */
10453         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
10454         se->parent = parent;
10455 }
10456
10457 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
10458
10459 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
10460 {
10461         int i;
10462
10463         /*
10464          * We can't change the weight of the root cgroup.
10465          */
10466         if (!tg->se[0])
10467                 return -EINVAL;
10468
10469         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
10470
10471         mutex_lock(&shares_mutex);
10472         if (tg->shares == shares)
10473                 goto done;
10474
10475         tg->shares = shares;
10476         for_each_possible_cpu(i) {
10477                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
10478                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
10479                 struct rq_flags rf;
10480
10481                 /* Propagate contribution to hierarchy */
10482                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10483                 update_rq_clock(rq);
10484                 for_each_sched_entity(se) {
10485                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
10486                         update_cfs_group(se);
10487                 }
10488                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10489         }
10490
10491 done:
10492         mutex_unlock(&shares_mutex);
10493         return 0;
10494 }
10495 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10496
10497 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10498
10499 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10500 {
10501         return 1;
10502 }
10503
10504 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10505
10506 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10507
10508 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10509
10510
10511 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
10512 {
10513         struct sched_entity *se = &task->se;
10514         unsigned int rr_interval = 0;
10515
10516         /*
10517          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
10518          * idle runqueue:
10519          */
10520         if (rq->cfs.load.weight)
10521                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
10522
10523         return rr_interval;
10524 }
10525
10526 /*
10527  * All the scheduling class methods:
10528  */
10529 const struct sched_class fair_sched_class = {
10530         .next                   = &idle_sched_class,
10531         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
10532         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
10533         .yield_task             = yield_task_fair,
10534         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
10535
10536         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
10537
10538         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
10539         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
10540         .set_next_task          = set_next_task_fair,
10541
10542 #ifdef CONFIG_SMP
10543         .balance                = balance_fair,
10544         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
10545         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
10546
10547         .rq_online              = rq_online_fair,
10548         .rq_offline             = rq_offline_fair,
10549
10550         .task_dead              = task_dead_fair,
10551         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
10552 #endif
10553
10554         .task_tick              = task_tick_fair,
10555         .task_fork              = task_fork_fair,
10556
10557         .prio_changed           = prio_changed_fair,
10558         .switched_from          = switched_from_fair,
10559         .switched_to            = switched_to_fair,
10560
10561         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
10562
10563         .update_curr            = update_curr_fair,
10564
10565 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10566         .task_change_group      = task_change_group_fair,
10567 #endif
10568
10569 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
10570         .uclamp_enabled         = 1,
10571 #endif
10572 };
10573
10574 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
10575 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
10576 {
10577         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
10578
10579         rcu_read_lock();
10580         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
10581                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
10582         rcu_read_unlock();
10583 }
10584
10585 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10586 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
10587 {
10588         int node;
10589         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
10590         struct numa_group *ng;
10591
10592         rcu_read_lock();
10593         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
10594         for_each_online_node(node) {
10595                 if (p->numa_faults) {
10596                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
10597                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10598                 }
10599                 if (ng) {
10600                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
10601                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10602                 }
10603                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
10604         }
10605         rcu_read_unlock();
10606 }
10607 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10608 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
10609
10610 __init void init_sched_fair_class(void)
10611 {
10612 #ifdef CONFIG_SMP
10613         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
10614
10615 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10616         nohz.next_balance = jiffies;
10617         nohz.next_blocked = jiffies;
10618         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
10619 #endif
10620 #endif /* SMP */
10621
10622 }
10623
10624 /*
10625  * Helper functions to facilitate extracting info from tracepoints.
10626  */
10627
10628 const struct sched_avg *sched_trace_cfs_rq_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
10629 {
10630 #ifdef CONFIG_SMP
10631         return cfs_rq ? &cfs_rq->avg : NULL;
10632 #else
10633         return NULL;
10634 #endif
10635 }
10636 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_avg);
10637
10638 char *sched_trace_cfs_rq_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *str, int len)
10639 {
10640         if (!cfs_rq) {
10641                 if (str)
10642                         strlcpy(str, "(null)", len);
10643                 else
10644                         return NULL;
10645         }
10646
10647         cfs_rq_tg_path(cfs_rq, str, len);
10648         return str;
10649 }
10650 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_path);
10651
10652 int sched_trace_cfs_rq_cpu(struct cfs_rq *cfs_rq)
10653 {
10654         return cfs_rq ? cpu_of(rq_of(cfs_rq)) : -1;
10655 }
10656 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_cpu);
10657
10658 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_rt(struct rq *rq)
10659 {
10660 #ifdef CONFIG_SMP
10661         return rq ? &rq->avg_rt : NULL;
10662 #else
10663         return NULL;
10664 #endif
10665 }
10666 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_rt);
10667
10668 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_dl(struct rq *rq)
10669 {
10670 #ifdef CONFIG_SMP
10671         return rq ? &rq->avg_dl : NULL;
10672 #else
10673         return NULL;
10674 #endif
10675 }
10676 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_dl);
10677
10678 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_irq(struct rq *rq)
10679 {
10680 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ)
10681         return rq ? &rq->avg_irq : NULL;
10682 #else
10683         return NULL;
10684 #endif
10685 }
10686 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_irq);
10687
10688 int sched_trace_rq_cpu(struct rq *rq)
10689 {
10690         return rq ? cpu_of(rq) : -1;
10691 }
10692 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu);
10693
10694 const struct cpumask *sched_trace_rd_span(struct root_domain *rd)
10695 {
10696 #ifdef CONFIG_SMP
10697         return rd ? rd->span : NULL;
10698 #else
10699         return NULL;
10700 #endif
10701 }
10702 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rd_span);