GNU Linux-libre 6.6.31-gnu
[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 <linux/energy_model.h>
24 #include <linux/mmap_lock.h>
25 #include <linux/hugetlb_inline.h>
26 #include <linux/jiffies.h>
27 #include <linux/mm_api.h>
28 #include <linux/highmem.h>
29 #include <linux/spinlock_api.h>
30 #include <linux/cpumask_api.h>
31 #include <linux/lockdep_api.h>
32 #include <linux/softirq.h>
33 #include <linux/refcount_api.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/sched/clock.h>
36 #include <linux/sched/cond_resched.h>
37 #include <linux/sched/cputime.h>
38 #include <linux/sched/isolation.h>
39 #include <linux/sched/nohz.h>
40
41 #include <linux/cpuidle.h>
42 #include <linux/interrupt.h>
43 #include <linux/memory-tiers.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/mutex_api.h>
46 #include <linux/profile.h>
47 #include <linux/psi.h>
48 #include <linux/ratelimit.h>
49 #include <linux/task_work.h>
50 #include <linux/rbtree_augmented.h>
51
52 #include <asm/switch_to.h>
53
54 #include <linux/sched/cond_resched.h>
55
56 #include "sched.h"
57 #include "stats.h"
58 #include "autogroup.h"
59
60 /*
61  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
62  *
63  * Options are:
64  *
65  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
66  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
67  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
68  *
69  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
70  */
71 unsigned int sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
72
73 /*
74  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
75  *
76  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
77  */
78 unsigned int sysctl_sched_base_slice                    = 750000ULL;
79 static unsigned int normalized_sysctl_sched_base_slice  = 750000ULL;
80
81 /*
82  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
83  * parent will (try to) run first.
84  */
85 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
86
87 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
88
89 int sched_thermal_decay_shift;
90 static int __init setup_sched_thermal_decay_shift(char *str)
91 {
92         int _shift = 0;
93
94         if (kstrtoint(str, 0, &_shift))
95                 pr_warn("Unable to set scheduler thermal pressure decay shift parameter\n");
96
97         sched_thermal_decay_shift = clamp(_shift, 0, 10);
98         return 1;
99 }
100 __setup("sched_thermal_decay_shift=", setup_sched_thermal_decay_shift);
101
102 #ifdef CONFIG_SMP
103 /*
104  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
105  */
106 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
107 {
108         return -cpu;
109 }
110
111 /*
112  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity.
113  *
114  * (default: ~20%)
115  */
116 #define fits_capacity(cap, max) ((cap) * 1280 < (max) * 1024)
117
118 /*
119  * The margin used when comparing CPU capacities.
120  * is 'cap1' noticeably greater than 'cap2'
121  *
122  * (default: ~5%)
123  */
124 #define capacity_greater(cap1, cap2) ((cap1) * 1024 > (cap2) * 1078)
125 #endif
126
127 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
128 /*
129  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
130  * each time a cfs_rq requests quota.
131  *
132  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
133  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
134  * we will always only issue the remaining available time.
135  *
136  * (default: 5 msec, units: microseconds)
137  */
138 static unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice            = 5000UL;
139 #endif
140
141 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
142 /* Restrict the NUMA promotion throughput (MB/s) for each target node. */
143 static unsigned int sysctl_numa_balancing_promote_rate_limit = 65536;
144 #endif
145
146 #ifdef CONFIG_SYSCTL
147 static struct ctl_table sched_fair_sysctls[] = {
148         {
149                 .procname       = "sched_child_runs_first",
150                 .data           = &sysctl_sched_child_runs_first,
151                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
152                 .mode           = 0644,
153                 .proc_handler   = proc_dointvec,
154         },
155 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
156         {
157                 .procname       = "sched_cfs_bandwidth_slice_us",
158                 .data           = &sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice,
159                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
160                 .mode           = 0644,
161                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
162                 .extra1         = SYSCTL_ONE,
163         },
164 #endif
165 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
166         {
167                 .procname       = "numa_balancing_promote_rate_limit_MBps",
168                 .data           = &sysctl_numa_balancing_promote_rate_limit,
169                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
170                 .mode           = 0644,
171                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
172                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
173         },
174 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
175         {}
176 };
177
178 static int __init sched_fair_sysctl_init(void)
179 {
180         register_sysctl_init("kernel", sched_fair_sysctls);
181         return 0;
182 }
183 late_initcall(sched_fair_sysctl_init);
184 #endif
185
186 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
187 {
188         lw->weight += inc;
189         lw->inv_weight = 0;
190 }
191
192 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
193 {
194         lw->weight -= dec;
195         lw->inv_weight = 0;
196 }
197
198 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
199 {
200         lw->weight = w;
201         lw->inv_weight = 0;
202 }
203
204 /*
205  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
206  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
207  * to users decreases. But the relationship is not linear,
208  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
209  * number of CPUs.
210  *
211  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
212  */
213 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
214 {
215         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
216         unsigned int factor;
217
218         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
219         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
220                 factor = 1;
221                 break;
222         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
223                 factor = cpus;
224                 break;
225         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
226         default:
227                 factor = 1 + ilog2(cpus);
228                 break;
229         }
230
231         return factor;
232 }
233
234 static void update_sysctl(void)
235 {
236         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
237
238 #define SET_SYSCTL(name) \
239         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
240         SET_SYSCTL(sched_base_slice);
241 #undef SET_SYSCTL
242 }
243
244 void __init sched_init_granularity(void)
245 {
246         update_sysctl();
247 }
248
249 #define WMULT_CONST     (~0U)
250 #define WMULT_SHIFT     32
251
252 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
253 {
254         unsigned long w;
255
256         if (likely(lw->inv_weight))
257                 return;
258
259         w = scale_load_down(lw->weight);
260
261         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
262                 lw->inv_weight = 1;
263         else if (unlikely(!w))
264                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
265         else
266                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
267 }
268
269 /*
270  * delta_exec * weight / lw.weight
271  *   OR
272  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
273  *
274  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
275  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
276  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
277  *
278  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
279  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
280  */
281 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
282 {
283         u64 fact = scale_load_down(weight);
284         u32 fact_hi = (u32)(fact >> 32);
285         int shift = WMULT_SHIFT;
286         int fs;
287
288         __update_inv_weight(lw);
289
290         if (unlikely(fact_hi)) {
291                 fs = fls(fact_hi);
292                 shift -= fs;
293                 fact >>= fs;
294         }
295
296         fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
297
298         fact_hi = (u32)(fact >> 32);
299         if (fact_hi) {
300                 fs = fls(fact_hi);
301                 shift -= fs;
302                 fact >>= fs;
303         }
304
305         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
306 }
307
308 /*
309  * delta /= w
310  */
311 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
312 {
313         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
314                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
315
316         return delta;
317 }
318
319 const struct sched_class fair_sched_class;
320
321 /**************************************************************
322  * CFS operations on generic schedulable entities:
323  */
324
325 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
326
327 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
328 #define for_each_sched_entity(se) \
329                 for (; se; se = se->parent)
330
331 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
332 {
333         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
334         int cpu = cpu_of(rq);
335
336         if (cfs_rq->on_list)
337                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
338
339         cfs_rq->on_list = 1;
340
341         /*
342          * Ensure we either appear before our parent (if already
343          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
344          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
345          * reduces this to two cases and a special case for the root
346          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
347          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
348          * to a tree or when we reach the top of the tree
349          */
350         if (cfs_rq->tg->parent &&
351             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
352                 /*
353                  * If parent is already on the list, we add the child
354                  * just before. Thanks to circular linked property of
355                  * the list, this means to put the child at the tail
356                  * of the list that starts by parent.
357                  */
358                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
359                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
360                 /*
361                  * The branch is now connected to its tree so we can
362                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
363                  * list.
364                  */
365                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
366                 return true;
367         }
368
369         if (!cfs_rq->tg->parent) {
370                 /*
371                  * cfs rq without parent should be put
372                  * at the tail of the list.
373                  */
374                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
375                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
376                 /*
377                  * We have reach the top of a tree so we can reset
378                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
379                  */
380                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
381                 return true;
382         }
383
384         /*
385          * The parent has not already been added so we want to
386          * make sure that it will be put after us.
387          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
388          * where we will add parent.
389          */
390         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
391         /*
392          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
393          * of the branch
394          */
395         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
396         return false;
397 }
398
399 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
400 {
401         if (cfs_rq->on_list) {
402                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
403
404                 /*
405                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
406                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
407                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
408                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
409                  * at the end of the enqueue.
410                  */
411                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
412                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
413
414                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
415                 cfs_rq->on_list = 0;
416         }
417 }
418
419 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
420 {
421         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
422 }
423
424 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
425 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
426         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
427                                  leaf_cfs_rq_list)
428
429 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
430 static inline struct cfs_rq *
431 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
432 {
433         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
434                 return se->cfs_rq;
435
436         return NULL;
437 }
438
439 static inline struct sched_entity *parent_entity(const struct sched_entity *se)
440 {
441         return se->parent;
442 }
443
444 static void
445 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
446 {
447         int se_depth, pse_depth;
448
449         /*
450          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
451          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
452          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
453          * parent.
454          */
455
456         /* First walk up until both entities are at same depth */
457         se_depth = (*se)->depth;
458         pse_depth = (*pse)->depth;
459
460         while (se_depth > pse_depth) {
461                 se_depth--;
462                 *se = parent_entity(*se);
463         }
464
465         while (pse_depth > se_depth) {
466                 pse_depth--;
467                 *pse = parent_entity(*pse);
468         }
469
470         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
471                 *se = parent_entity(*se);
472                 *pse = parent_entity(*pse);
473         }
474 }
475
476 static int tg_is_idle(struct task_group *tg)
477 {
478         return tg->idle > 0;
479 }
480
481 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
482 {
483         return cfs_rq->idle > 0;
484 }
485
486 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
487 {
488         if (entity_is_task(se))
489                 return task_has_idle_policy(task_of(se));
490         return cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se));
491 }
492
493 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
494
495 #define for_each_sched_entity(se) \
496                 for (; se; se = NULL)
497
498 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
499 {
500         return true;
501 }
502
503 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
504 {
505 }
506
507 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
508 {
509 }
510
511 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
512                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
513
514 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
515 {
516         return NULL;
517 }
518
519 static inline void
520 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
521 {
522 }
523
524 static inline int tg_is_idle(struct task_group *tg)
525 {
526         return 0;
527 }
528
529 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
530 {
531         return 0;
532 }
533
534 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
535 {
536         return 0;
537 }
538
539 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
540
541 static __always_inline
542 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
543
544 /**************************************************************
545  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
546  */
547
548 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
549 {
550         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
551         if (delta > 0)
552                 max_vruntime = vruntime;
553
554         return max_vruntime;
555 }
556
557 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
558 {
559         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
560         if (delta < 0)
561                 min_vruntime = vruntime;
562
563         return min_vruntime;
564 }
565
566 static inline bool entity_before(const struct sched_entity *a,
567                                  const struct sched_entity *b)
568 {
569         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
570 }
571
572 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
573 {
574         return (s64)(se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime);
575 }
576
577 #define __node_2_se(node) \
578         rb_entry((node), struct sched_entity, run_node)
579
580 /*
581  * Compute virtual time from the per-task service numbers:
582  *
583  * Fair schedulers conserve lag:
584  *
585  *   \Sum lag_i = 0
586  *
587  * Where lag_i is given by:
588  *
589  *   lag_i = S - s_i = w_i * (V - v_i)
590  *
591  * Where S is the ideal service time and V is it's virtual time counterpart.
592  * Therefore:
593  *
594  *   \Sum lag_i = 0
595  *   \Sum w_i * (V - v_i) = 0
596  *   \Sum w_i * V - w_i * v_i = 0
597  *
598  * From which we can solve an expression for V in v_i (which we have in
599  * se->vruntime):
600  *
601  *       \Sum v_i * w_i   \Sum v_i * w_i
602  *   V = -------------- = --------------
603  *          \Sum w_i            W
604  *
605  * Specifically, this is the weighted average of all entity virtual runtimes.
606  *
607  * [[ NOTE: this is only equal to the ideal scheduler under the condition
608  *          that join/leave operations happen at lag_i = 0, otherwise the
609  *          virtual time has non-continguous motion equivalent to:
610  *
611  *            V +-= lag_i / W
612  *
613  *          Also see the comment in place_entity() that deals with this. ]]
614  *
615  * However, since v_i is u64, and the multiplcation could easily overflow
616  * transform it into a relative form that uses smaller quantities:
617  *
618  * Substitute: v_i == (v_i - v0) + v0
619  *
620  *     \Sum ((v_i - v0) + v0) * w_i   \Sum (v_i - v0) * w_i
621  * V = ---------------------------- = --------------------- + v0
622  *                  W                            W
623  *
624  * Which we track using:
625  *
626  *                    v0 := cfs_rq->min_vruntime
627  * \Sum (v_i - v0) * w_i := cfs_rq->avg_vruntime
628  *              \Sum w_i := cfs_rq->avg_load
629  *
630  * Since min_vruntime is a monotonic increasing variable that closely tracks
631  * the per-task service, these deltas: (v_i - v), will be in the order of the
632  * maximal (virtual) lag induced in the system due to quantisation.
633  *
634  * Also, we use scale_load_down() to reduce the size.
635  *
636  * As measured, the max (key * weight) value was ~44 bits for a kernel build.
637  */
638 static void
639 avg_vruntime_add(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
640 {
641         unsigned long weight = scale_load_down(se->load.weight);
642         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
643
644         cfs_rq->avg_vruntime += key * weight;
645         cfs_rq->avg_load += weight;
646 }
647
648 static void
649 avg_vruntime_sub(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
650 {
651         unsigned long weight = scale_load_down(se->load.weight);
652         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
653
654         cfs_rq->avg_vruntime -= key * weight;
655         cfs_rq->avg_load -= weight;
656 }
657
658 static inline
659 void avg_vruntime_update(struct cfs_rq *cfs_rq, s64 delta)
660 {
661         /*
662          * v' = v + d ==> avg_vruntime' = avg_runtime - d*avg_load
663          */
664         cfs_rq->avg_vruntime -= cfs_rq->avg_load * delta;
665 }
666
667 /*
668  * Specifically: avg_runtime() + 0 must result in entity_eligible() := true
669  * For this to be so, the result of this function must have a left bias.
670  */
671 u64 avg_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
672 {
673         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
674         s64 avg = cfs_rq->avg_vruntime;
675         long load = cfs_rq->avg_load;
676
677         if (curr && curr->on_rq) {
678                 unsigned long weight = scale_load_down(curr->load.weight);
679
680                 avg += entity_key(cfs_rq, curr) * weight;
681                 load += weight;
682         }
683
684         if (load) {
685                 /* sign flips effective floor / ceil */
686                 if (avg < 0)
687                         avg -= (load - 1);
688                 avg = div_s64(avg, load);
689         }
690
691         return cfs_rq->min_vruntime + avg;
692 }
693
694 /*
695  * lag_i = S - s_i = w_i * (V - v_i)
696  *
697  * However, since V is approximated by the weighted average of all entities it
698  * is possible -- by addition/removal/reweight to the tree -- to move V around
699  * and end up with a larger lag than we started with.
700  *
701  * Limit this to either double the slice length with a minimum of TICK_NSEC
702  * since that is the timing granularity.
703  *
704  * EEVDF gives the following limit for a steady state system:
705  *
706  *   -r_max < lag < max(r_max, q)
707  *
708  * XXX could add max_slice to the augmented data to track this.
709  */
710 static s64 entity_lag(u64 avruntime, struct sched_entity *se)
711 {
712         s64 vlag, limit;
713
714         vlag = avruntime - se->vruntime;
715         limit = calc_delta_fair(max_t(u64, 2*se->slice, TICK_NSEC), se);
716
717         return clamp(vlag, -limit, limit);
718 }
719
720 static void update_entity_lag(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
721 {
722         SCHED_WARN_ON(!se->on_rq);
723
724         se->vlag = entity_lag(avg_vruntime(cfs_rq), se);
725 }
726
727 /*
728  * Entity is eligible once it received less service than it ought to have,
729  * eg. lag >= 0.
730  *
731  * lag_i = S - s_i = w_i*(V - v_i)
732  *
733  * lag_i >= 0 -> V >= v_i
734  *
735  *     \Sum (v_i - v)*w_i
736  * V = ------------------ + v
737  *          \Sum w_i
738  *
739  * lag_i >= 0 -> \Sum (v_i - v)*w_i >= (v_i - v)*(\Sum w_i)
740  *
741  * Note: using 'avg_vruntime() > se->vruntime' is inacurate due
742  *       to the loss in precision caused by the division.
743  */
744 int entity_eligible(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
745 {
746         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
747         s64 avg = cfs_rq->avg_vruntime;
748         long load = cfs_rq->avg_load;
749
750         if (curr && curr->on_rq) {
751                 unsigned long weight = scale_load_down(curr->load.weight);
752
753                 avg += entity_key(cfs_rq, curr) * weight;
754                 load += weight;
755         }
756
757         return avg >= entity_key(cfs_rq, se) * load;
758 }
759
760 static u64 __update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 vruntime)
761 {
762         u64 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
763         /*
764          * open coded max_vruntime() to allow updating avg_vruntime
765          */
766         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
767         if (delta > 0) {
768                 avg_vruntime_update(cfs_rq, delta);
769                 min_vruntime = vruntime;
770         }
771         return min_vruntime;
772 }
773
774 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
775 {
776         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
777         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
778
779         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
780
781         if (curr) {
782                 if (curr->on_rq)
783                         vruntime = curr->vruntime;
784                 else
785                         curr = NULL;
786         }
787
788         if (se) {
789                 if (!curr)
790                         vruntime = se->vruntime;
791                 else
792                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
793         }
794
795         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
796         u64_u32_store(cfs_rq->min_vruntime,
797                       __update_min_vruntime(cfs_rq, vruntime));
798 }
799
800 static inline bool __entity_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
801 {
802         return entity_before(__node_2_se(a), __node_2_se(b));
803 }
804
805 #define deadline_gt(field, lse, rse) ({ (s64)((lse)->field - (rse)->field) > 0; })
806
807 static inline void __update_min_deadline(struct sched_entity *se, struct rb_node *node)
808 {
809         if (node) {
810                 struct sched_entity *rse = __node_2_se(node);
811                 if (deadline_gt(min_deadline, se, rse))
812                         se->min_deadline = rse->min_deadline;
813         }
814 }
815
816 /*
817  * se->min_deadline = min(se->deadline, left->min_deadline, right->min_deadline)
818  */
819 static inline bool min_deadline_update(struct sched_entity *se, bool exit)
820 {
821         u64 old_min_deadline = se->min_deadline;
822         struct rb_node *node = &se->run_node;
823
824         se->min_deadline = se->deadline;
825         __update_min_deadline(se, node->rb_right);
826         __update_min_deadline(se, node->rb_left);
827
828         return se->min_deadline == old_min_deadline;
829 }
830
831 RB_DECLARE_CALLBACKS(static, min_deadline_cb, struct sched_entity,
832                      run_node, min_deadline, min_deadline_update);
833
834 /*
835  * Enqueue an entity into the rb-tree:
836  */
837 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
838 {
839         avg_vruntime_add(cfs_rq, se);
840         se->min_deadline = se->deadline;
841         rb_add_augmented_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline,
842                                 __entity_less, &min_deadline_cb);
843 }
844
845 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
846 {
847         rb_erase_augmented_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline,
848                                   &min_deadline_cb);
849         avg_vruntime_sub(cfs_rq, se);
850 }
851
852 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
853 {
854         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
855
856         if (!left)
857                 return NULL;
858
859         return __node_2_se(left);
860 }
861
862 /*
863  * Earliest Eligible Virtual Deadline First
864  *
865  * In order to provide latency guarantees for different request sizes
866  * EEVDF selects the best runnable task from two criteria:
867  *
868  *  1) the task must be eligible (must be owed service)
869  *
870  *  2) from those tasks that meet 1), we select the one
871  *     with the earliest virtual deadline.
872  *
873  * We can do this in O(log n) time due to an augmented RB-tree. The
874  * tree keeps the entries sorted on service, but also functions as a
875  * heap based on the deadline by keeping:
876  *
877  *  se->min_deadline = min(se->deadline, se->{left,right}->min_deadline)
878  *
879  * Which allows an EDF like search on (sub)trees.
880  */
881 static struct sched_entity *__pick_eevdf(struct cfs_rq *cfs_rq)
882 {
883         struct rb_node *node = cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
884         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
885         struct sched_entity *best = NULL;
886         struct sched_entity *best_left = NULL;
887
888         if (curr && (!curr->on_rq || !entity_eligible(cfs_rq, curr)))
889                 curr = NULL;
890         best = curr;
891
892         /*
893          * Once selected, run a task until it either becomes non-eligible or
894          * until it gets a new slice. See the HACK in set_next_entity().
895          */
896         if (sched_feat(RUN_TO_PARITY) && curr && curr->vlag == curr->deadline)
897                 return curr;
898
899         while (node) {
900                 struct sched_entity *se = __node_2_se(node);
901
902                 /*
903                  * If this entity is not eligible, try the left subtree.
904                  */
905                 if (!entity_eligible(cfs_rq, se)) {
906                         node = node->rb_left;
907                         continue;
908                 }
909
910                 /*
911                  * Now we heap search eligible trees for the best (min_)deadline
912                  */
913                 if (!best || deadline_gt(deadline, best, se))
914                         best = se;
915
916                 /*
917                  * Every se in a left branch is eligible, keep track of the
918                  * branch with the best min_deadline
919                  */
920                 if (node->rb_left) {
921                         struct sched_entity *left = __node_2_se(node->rb_left);
922
923                         if (!best_left || deadline_gt(min_deadline, best_left, left))
924                                 best_left = left;
925
926                         /*
927                          * min_deadline is in the left branch. rb_left and all
928                          * descendants are eligible, so immediately switch to the second
929                          * loop.
930                          */
931                         if (left->min_deadline == se->min_deadline)
932                                 break;
933                 }
934
935                 /* min_deadline is at this node, no need to look right */
936                 if (se->deadline == se->min_deadline)
937                         break;
938
939                 /* else min_deadline is in the right branch. */
940                 node = node->rb_right;
941         }
942
943         /*
944          * We ran into an eligible node which is itself the best.
945          * (Or nr_running == 0 and both are NULL)
946          */
947         if (!best_left || (s64)(best_left->min_deadline - best->deadline) > 0)
948                 return best;
949
950         /*
951          * Now best_left and all of its children are eligible, and we are just
952          * looking for deadline == min_deadline
953          */
954         node = &best_left->run_node;
955         while (node) {
956                 struct sched_entity *se = __node_2_se(node);
957
958                 /* min_deadline is the current node */
959                 if (se->deadline == se->min_deadline)
960                         return se;
961
962                 /* min_deadline is in the left branch */
963                 if (node->rb_left &&
964                     __node_2_se(node->rb_left)->min_deadline == se->min_deadline) {
965                         node = node->rb_left;
966                         continue;
967                 }
968
969                 /* else min_deadline is in the right branch */
970                 node = node->rb_right;
971         }
972         return NULL;
973 }
974
975 static struct sched_entity *pick_eevdf(struct cfs_rq *cfs_rq)
976 {
977         struct sched_entity *se = __pick_eevdf(cfs_rq);
978
979         if (!se) {
980                 struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
981                 if (left) {
982                         pr_err("EEVDF scheduling fail, picking leftmost\n");
983                         return left;
984                 }
985         }
986
987         return se;
988 }
989
990 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
991 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
992 {
993         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
994
995         if (!last)
996                 return NULL;
997
998         return __node_2_se(last);
999 }
1000
1001 /**************************************************************
1002  * Scheduling class statistics methods:
1003  */
1004 #ifdef CONFIG_SMP
1005 int sched_update_scaling(void)
1006 {
1007         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
1008
1009 #define WRT_SYSCTL(name) \
1010         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
1011         WRT_SYSCTL(sched_base_slice);
1012 #undef WRT_SYSCTL
1013
1014         return 0;
1015 }
1016 #endif
1017 #endif
1018
1019 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se);
1020
1021 /*
1022  * XXX: strictly: vd_i += N*r_i/w_i such that: vd_i > ve_i
1023  * this is probably good enough.
1024  */
1025 static void update_deadline(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1026 {
1027         if ((s64)(se->vruntime - se->deadline) < 0)
1028                 return;
1029
1030         /*
1031          * For EEVDF the virtual time slope is determined by w_i (iow.
1032          * nice) while the request time r_i is determined by
1033          * sysctl_sched_base_slice.
1034          */
1035         se->slice = sysctl_sched_base_slice;
1036
1037         /*
1038          * EEVDF: vd_i = ve_i + r_i / w_i
1039          */
1040         se->deadline = se->vruntime + calc_delta_fair(se->slice, se);
1041
1042         /*
1043          * The task has consumed its request, reschedule.
1044          */
1045         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
1046                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
1047                 clear_buddies(cfs_rq, se);
1048         }
1049 }
1050
1051 #include "pelt.h"
1052 #ifdef CONFIG_SMP
1053
1054 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
1055 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
1056 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1057
1058 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
1059 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
1060 {
1061         struct sched_avg *sa = &se->avg;
1062
1063         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
1064
1065         /*
1066          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
1067          * they get a chance to stabilize to their real load level.
1068          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
1069          * nothing has been attached to the task group yet.
1070          */
1071         if (entity_is_task(se))
1072                 sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
1073
1074         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
1075 }
1076
1077 /*
1078  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
1079  * based on the cfs_rq's current util_avg:
1080  *
1081  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
1082  *
1083  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
1084  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
1085  * as when the series is a harmonic series.
1086  *
1087  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
1088  * only 1/2 of the left utilization budget:
1089  *
1090  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
1091  *
1092  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
1093  *
1094  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
1095  * the beginning would be like:
1096  *
1097  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
1098  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
1099  *
1100  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
1101  * if util_avg > util_avg_cap.
1102  */
1103 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
1104 {
1105         struct sched_entity *se = &p->se;
1106         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1107         struct sched_avg *sa = &se->avg;
1108         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
1109         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
1110
1111         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
1112                 /*
1113                  * For !fair tasks do:
1114                  *
1115                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
1116                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
1117                 switched_from_fair(rq, p);
1118                  *
1119                  * such that the next switched_to_fair() has the
1120                  * expected state.
1121                  */
1122                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
1123                 return;
1124         }
1125
1126         if (cap > 0) {
1127                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
1128                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
1129                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
1130
1131                         if (sa->util_avg > cap)
1132                                 sa->util_avg = cap;
1133                 } else {
1134                         sa->util_avg = cap;
1135                 }
1136         }
1137
1138         sa->runnable_avg = sa->util_avg;
1139 }
1140
1141 #else /* !CONFIG_SMP */
1142 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
1143 {
1144 }
1145 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
1146 {
1147 }
1148 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
1149 {
1150 }
1151 #endif /* CONFIG_SMP */
1152
1153 /*
1154  * Update the current task's runtime statistics.
1155  */
1156 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
1157 {
1158         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
1159         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1160         u64 delta_exec;
1161
1162         if (unlikely(!curr))
1163                 return;
1164
1165         delta_exec = now - curr->exec_start;
1166         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
1167                 return;
1168
1169         curr->exec_start = now;
1170
1171         if (schedstat_enabled()) {
1172                 struct sched_statistics *stats;
1173
1174                 stats = __schedstats_from_se(curr);
1175                 __schedstat_set(stats->exec_max,
1176                                 max(delta_exec, stats->exec_max));
1177         }
1178
1179         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
1180         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
1181
1182         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
1183         update_deadline(cfs_rq, curr);
1184         update_min_vruntime(cfs_rq);
1185
1186         if (entity_is_task(curr)) {
1187                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
1188
1189                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
1190                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
1191                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
1192         }
1193
1194         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
1195 }
1196
1197 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
1198 {
1199         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
1200 }
1201
1202 static inline void
1203 update_stats_wait_start_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1204 {
1205         struct sched_statistics *stats;
1206         struct task_struct *p = NULL;
1207
1208         if (!schedstat_enabled())
1209                 return;
1210
1211         stats = __schedstats_from_se(se);
1212
1213         if (entity_is_task(se))
1214                 p = task_of(se);
1215
1216         __update_stats_wait_start(rq_of(cfs_rq), p, stats);
1217 }
1218
1219 static inline void
1220 update_stats_wait_end_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1221 {
1222         struct sched_statistics *stats;
1223         struct task_struct *p = NULL;
1224
1225         if (!schedstat_enabled())
1226                 return;
1227
1228         stats = __schedstats_from_se(se);
1229
1230         /*
1231          * When the sched_schedstat changes from 0 to 1, some sched se
1232          * maybe already in the runqueue, the se->statistics.wait_start
1233          * will be 0.So it will let the delta wrong. We need to avoid this
1234          * scenario.
1235          */
1236         if (unlikely(!schedstat_val(stats->wait_start)))
1237                 return;
1238
1239         if (entity_is_task(se))
1240                 p = task_of(se);
1241
1242         __update_stats_wait_end(rq_of(cfs_rq), p, stats);
1243 }
1244
1245 static inline void
1246 update_stats_enqueue_sleeper_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1247 {
1248         struct sched_statistics *stats;
1249         struct task_struct *tsk = NULL;
1250
1251         if (!schedstat_enabled())
1252                 return;
1253
1254         stats = __schedstats_from_se(se);
1255
1256         if (entity_is_task(se))
1257                 tsk = task_of(se);
1258
1259         __update_stats_enqueue_sleeper(rq_of(cfs_rq), tsk, stats);
1260 }
1261
1262 /*
1263  * Task is being enqueued - update stats:
1264  */
1265 static inline void
1266 update_stats_enqueue_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1267 {
1268         if (!schedstat_enabled())
1269                 return;
1270
1271         /*
1272          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1273          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1274          */
1275         if (se != cfs_rq->curr)
1276                 update_stats_wait_start_fair(cfs_rq, se);
1277
1278         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1279                 update_stats_enqueue_sleeper_fair(cfs_rq, se);
1280 }
1281
1282 static inline void
1283 update_stats_dequeue_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1284 {
1285
1286         if (!schedstat_enabled())
1287                 return;
1288
1289         /*
1290          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1291          * waiting task:
1292          */
1293         if (se != cfs_rq->curr)
1294                 update_stats_wait_end_fair(cfs_rq, se);
1295
1296         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1297                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1298                 unsigned int state;
1299
1300                 /* XXX racy against TTWU */
1301                 state = READ_ONCE(tsk->__state);
1302                 if (state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1303                         __schedstat_set(tsk->stats.sleep_start,
1304                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1305                 if (state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1306                         __schedstat_set(tsk->stats.block_start,
1307                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1308         }
1309 }
1310
1311 /*
1312  * We are picking a new current task - update its stats:
1313  */
1314 static inline void
1315 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1316 {
1317         /*
1318          * We are starting a new run period:
1319          */
1320         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1321 }
1322
1323 /**************************************************
1324  * Scheduling class queueing methods:
1325  */
1326
1327 static inline bool is_core_idle(int cpu)
1328 {
1329 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1330         int sibling;
1331
1332         for_each_cpu(sibling, cpu_smt_mask(cpu)) {
1333                 if (cpu == sibling)
1334                         continue;
1335
1336                 if (!idle_cpu(sibling))
1337                         return false;
1338         }
1339 #endif
1340
1341         return true;
1342 }
1343
1344 #ifdef CONFIG_NUMA
1345 #define NUMA_IMBALANCE_MIN 2
1346
1347 static inline long
1348 adjust_numa_imbalance(int imbalance, int dst_running, int imb_numa_nr)
1349 {
1350         /*
1351          * Allow a NUMA imbalance if busy CPUs is less than the maximum
1352          * threshold. Above this threshold, individual tasks may be contending
1353          * for both memory bandwidth and any shared HT resources.  This is an
1354          * approximation as the number of running tasks may not be related to
1355          * the number of busy CPUs due to sched_setaffinity.
1356          */
1357         if (dst_running > imb_numa_nr)
1358                 return imbalance;
1359
1360         /*
1361          * Allow a small imbalance based on a simple pair of communicating
1362          * tasks that remain local when the destination is lightly loaded.
1363          */
1364         if (imbalance <= NUMA_IMBALANCE_MIN)
1365                 return 0;
1366
1367         return imbalance;
1368 }
1369 #endif /* CONFIG_NUMA */
1370
1371 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1372 /*
1373  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1374  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1375  * numa_balancing_scan_size.
1376  */
1377 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1378 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1379
1380 /* Portion of address space to scan in MB */
1381 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1382
1383 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1384 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1385
1386 /* The page with hint page fault latency < threshold in ms is considered hot */
1387 unsigned int sysctl_numa_balancing_hot_threshold = MSEC_PER_SEC;
1388
1389 struct numa_group {
1390         refcount_t refcount;
1391
1392         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1393         int nr_tasks;
1394         pid_t gid;
1395         int active_nodes;
1396
1397         struct rcu_head rcu;
1398         unsigned long total_faults;
1399         unsigned long max_faults_cpu;
1400         /*
1401          * faults[] array is split into two regions: faults_mem and faults_cpu.
1402          *
1403          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1404          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1405          * more by CPU use than by memory faults.
1406          */
1407         unsigned long faults[];
1408 };
1409
1410 /*
1411  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1412  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1413  */
1414 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1415 {
1416         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1417                 (lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p))) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1418 }
1419
1420 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1421 {
1422         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1423 }
1424
1425 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1426 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1427
1428 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1429 {
1430         unsigned long rss = 0;
1431         unsigned long nr_scan_pages;
1432
1433         /*
1434          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1435          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1436          * on resident pages
1437          */
1438         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1439         rss = get_mm_rss(p->mm);
1440         if (!rss)
1441                 rss = nr_scan_pages;
1442
1443         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1444         return rss / nr_scan_pages;
1445 }
1446
1447 /* For sanity's sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1448 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1449
1450 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1451 {
1452         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1453         unsigned int scan, floor;
1454         unsigned int windows = 1;
1455
1456         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1457                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1458         floor = 1000 / windows;
1459
1460         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1461         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1462 }
1463
1464 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1465 {
1466         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1467         unsigned long period = smin;
1468         struct numa_group *ng;
1469
1470         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1471         rcu_read_lock();
1472         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1473         if (ng) {
1474                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1475                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1476
1477                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1478                 period *= shared + 1;
1479                 period /= private + shared + 1;
1480         }
1481         rcu_read_unlock();
1482
1483         return max(smin, period);
1484 }
1485
1486 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1487 {
1488         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1489         unsigned long smax;
1490         struct numa_group *ng;
1491
1492         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1493         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1494
1495         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1496         ng = deref_curr_numa_group(p);
1497         if (ng) {
1498                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1499                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1500                 unsigned long period = smax;
1501
1502                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1503                 period *= shared + 1;
1504                 period /= private + shared + 1;
1505
1506                 smax = max(smax, period);
1507         }
1508
1509         return max(smin, smax);
1510 }
1511
1512 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1513 {
1514         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1515         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1516 }
1517
1518 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1519 {
1520         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1521         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1522 }
1523
1524 /* Shared or private faults. */
1525 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1526
1527 /* Memory and CPU locality */
1528 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1529
1530 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1531 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1532
1533 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1534 {
1535         struct numa_group *ng;
1536         pid_t gid = 0;
1537
1538         rcu_read_lock();
1539         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1540         if (ng)
1541                 gid = ng->gid;
1542         rcu_read_unlock();
1543
1544         return gid;
1545 }
1546
1547 /*
1548  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1549  * occupy the first half of the array. The second half of the
1550  * array is for current counters, which are averaged into the
1551  * first set by task_numa_placement.
1552  */
1553 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1554 {
1555         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1556 }
1557
1558 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1559 {
1560         if (!p->numa_faults)
1561                 return 0;
1562
1563         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1564                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1565 }
1566
1567 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1568 {
1569         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1570
1571         if (!ng)
1572                 return 0;
1573
1574         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1575                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1576 }
1577
1578 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1579 {
1580         return group->faults[task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, 0)] +
1581                 group->faults[task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, 1)];
1582 }
1583
1584 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1585 {
1586         unsigned long faults = 0;
1587         int node;
1588
1589         for_each_online_node(node) {
1590                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1591         }
1592
1593         return faults;
1594 }
1595
1596 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1597 {
1598         unsigned long faults = 0;
1599         int node;
1600
1601         for_each_online_node(node) {
1602                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1603         }
1604
1605         return faults;
1606 }
1607
1608 /*
1609  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1610  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1611  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1612  */
1613 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1614
1615 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1616 {
1617         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1618 }
1619
1620 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1621 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1622                                         int lim_dist, bool task)
1623 {
1624         unsigned long score = 0;
1625         int node, max_dist;
1626
1627         /*
1628          * All nodes are directly connected, and the same distance
1629          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1630          */
1631         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1632                 return 0;
1633
1634         /* sched_max_numa_distance may be changed in parallel. */
1635         max_dist = READ_ONCE(sched_max_numa_distance);
1636         /*
1637          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1638          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1639          */
1640         for_each_online_node(node) {
1641                 unsigned long faults;
1642                 int dist = node_distance(nid, node);
1643
1644                 /*
1645                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1646                  * for placement; nid was already counted.
1647                  */
1648                 if (dist >= max_dist || node == nid)
1649                         continue;
1650
1651                 /*
1652                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1653                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1654                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1655                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1656                  * of each group. Skip other nodes.
1657                  */
1658                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE && dist >= lim_dist)
1659                         continue;
1660
1661                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1662                 if (task)
1663                         faults = task_faults(p, node);
1664                 else
1665                         faults = group_faults(p, node);
1666
1667                 /*
1668                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1669                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1670                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1671                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1672                  * The further away a node is, the less the faults count.
1673                  * This seems to result in good task placement.
1674                  */
1675                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1676                         faults *= (max_dist - dist);
1677                         faults /= (max_dist - LOCAL_DISTANCE);
1678                 }
1679
1680                 score += faults;
1681         }
1682
1683         return score;
1684 }
1685
1686 /*
1687  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1688  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1689  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1690  * evenly spread out between numa nodes.
1691  */
1692 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1693                                         int dist)
1694 {
1695         unsigned long faults, total_faults;
1696
1697         if (!p->numa_faults)
1698                 return 0;
1699
1700         total_faults = p->total_numa_faults;
1701
1702         if (!total_faults)
1703                 return 0;
1704
1705         faults = task_faults(p, nid);
1706         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1707
1708         return 1000 * faults / total_faults;
1709 }
1710
1711 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1712                                          int dist)
1713 {
1714         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1715         unsigned long faults, total_faults;
1716
1717         if (!ng)
1718                 return 0;
1719
1720         total_faults = ng->total_faults;
1721
1722         if (!total_faults)
1723                 return 0;
1724
1725         faults = group_faults(p, nid);
1726         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1727
1728         return 1000 * faults / total_faults;
1729 }
1730
1731 /*
1732  * If memory tiering mode is enabled, cpupid of slow memory page is
1733  * used to record scan time instead of CPU and PID.  When tiering mode
1734  * is disabled at run time, the scan time (in cpupid) will be
1735  * interpreted as CPU and PID.  So CPU needs to be checked to avoid to
1736  * access out of array bound.
1737  */
1738 static inline bool cpupid_valid(int cpupid)
1739 {
1740         return cpupid_to_cpu(cpupid) < nr_cpu_ids;
1741 }
1742
1743 /*
1744  * For memory tiering mode, if there are enough free pages (more than
1745  * enough watermark defined here) in fast memory node, to take full
1746  * advantage of fast memory capacity, all recently accessed slow
1747  * memory pages will be migrated to fast memory node without
1748  * considering hot threshold.
1749  */
1750 static bool pgdat_free_space_enough(struct pglist_data *pgdat)
1751 {
1752         int z;
1753         unsigned long enough_wmark;
1754
1755         enough_wmark = max(1UL * 1024 * 1024 * 1024 >> PAGE_SHIFT,
1756                            pgdat->node_present_pages >> 4);
1757         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
1758                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1759
1760                 if (!populated_zone(zone))
1761                         continue;
1762
1763                 if (zone_watermark_ok(zone, 0,
1764                                       wmark_pages(zone, WMARK_PROMO) + enough_wmark,
1765                                       ZONE_MOVABLE, 0))
1766                         return true;
1767         }
1768         return false;
1769 }
1770
1771 /*
1772  * For memory tiering mode, when page tables are scanned, the scan
1773  * time will be recorded in struct page in addition to make page
1774  * PROT_NONE for slow memory page.  So when the page is accessed, in
1775  * hint page fault handler, the hint page fault latency is calculated
1776  * via,
1777  *
1778  *      hint page fault latency = hint page fault time - scan time
1779  *
1780  * The smaller the hint page fault latency, the higher the possibility
1781  * for the page to be hot.
1782  */
1783 static int numa_hint_fault_latency(struct page *page)
1784 {
1785         int last_time, time;
1786
1787         time = jiffies_to_msecs(jiffies);
1788         last_time = xchg_page_access_time(page, time);
1789
1790         return (time - last_time) & PAGE_ACCESS_TIME_MASK;
1791 }
1792
1793 /*
1794  * For memory tiering mode, too high promotion/demotion throughput may
1795  * hurt application latency.  So we provide a mechanism to rate limit
1796  * the number of pages that are tried to be promoted.
1797  */
1798 static bool numa_promotion_rate_limit(struct pglist_data *pgdat,
1799                                       unsigned long rate_limit, int nr)
1800 {
1801         unsigned long nr_cand;
1802         unsigned int now, start;
1803
1804         now = jiffies_to_msecs(jiffies);
1805         mod_node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_CANDIDATE, nr);
1806         nr_cand = node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_CANDIDATE);
1807         start = pgdat->nbp_rl_start;
1808         if (now - start > MSEC_PER_SEC &&
1809             cmpxchg(&pgdat->nbp_rl_start, start, now) == start)
1810                 pgdat->nbp_rl_nr_cand = nr_cand;
1811         if (nr_cand - pgdat->nbp_rl_nr_cand >= rate_limit)
1812                 return true;
1813         return false;
1814 }
1815
1816 #define NUMA_MIGRATION_ADJUST_STEPS     16
1817
1818 static void numa_promotion_adjust_threshold(struct pglist_data *pgdat,
1819                                             unsigned long rate_limit,
1820                                             unsigned int ref_th)
1821 {
1822         unsigned int now, start, th_period, unit_th, th;
1823         unsigned long nr_cand, ref_cand, diff_cand;
1824
1825         now = jiffies_to_msecs(jiffies);
1826         th_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_max;
1827         start = pgdat->nbp_th_start;
1828         if (now - start > th_period &&
1829             cmpxchg(&pgdat->nbp_th_start, start, now) == start) {
1830                 ref_cand = rate_limit *
1831                         sysctl_numa_balancing_scan_period_max / MSEC_PER_SEC;
1832                 nr_cand = node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_CANDIDATE);
1833                 diff_cand = nr_cand - pgdat->nbp_th_nr_cand;
1834                 unit_th = ref_th * 2 / NUMA_MIGRATION_ADJUST_STEPS;
1835                 th = pgdat->nbp_threshold ? : ref_th;
1836                 if (diff_cand > ref_cand * 11 / 10)
1837                         th = max(th - unit_th, unit_th);
1838                 else if (diff_cand < ref_cand * 9 / 10)
1839                         th = min(th + unit_th, ref_th * 2);
1840                 pgdat->nbp_th_nr_cand = nr_cand;
1841                 pgdat->nbp_threshold = th;
1842         }
1843 }
1844
1845 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1846                                 int src_nid, int dst_cpu)
1847 {
1848         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1849         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1850         int last_cpupid, this_cpupid;
1851
1852         /*
1853          * The pages in slow memory node should be migrated according
1854          * to hot/cold instead of private/shared.
1855          */
1856         if (sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING &&
1857             !node_is_toptier(src_nid)) {
1858                 struct pglist_data *pgdat;
1859                 unsigned long rate_limit;
1860                 unsigned int latency, th, def_th;
1861
1862                 pgdat = NODE_DATA(dst_nid);
1863                 if (pgdat_free_space_enough(pgdat)) {
1864                         /* workload changed, reset hot threshold */
1865                         pgdat->nbp_threshold = 0;
1866                         return true;
1867                 }
1868
1869                 def_th = sysctl_numa_balancing_hot_threshold;
1870                 rate_limit = sysctl_numa_balancing_promote_rate_limit << \
1871                         (20 - PAGE_SHIFT);
1872                 numa_promotion_adjust_threshold(pgdat, rate_limit, def_th);
1873
1874                 th = pgdat->nbp_threshold ? : def_th;
1875                 latency = numa_hint_fault_latency(page);
1876                 if (latency >= th)
1877                         return false;
1878
1879                 return !numa_promotion_rate_limit(pgdat, rate_limit,
1880                                                   thp_nr_pages(page));
1881         }
1882
1883         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1884         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1885
1886         if (!(sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING) &&
1887             !node_is_toptier(src_nid) && !cpupid_valid(last_cpupid))
1888                 return false;
1889
1890         /*
1891          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1892          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1893          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1894          * executed below.
1895          */
1896         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1897             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1898                 return true;
1899
1900         /*
1901          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1902          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1903          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1904          *
1905          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1906          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1907          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1908          *
1909          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1910          * same result twice in a row, given these samples are fully
1911          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1912          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1913          *
1914          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1915          * act on an unlikely task<->page relation.
1916          */
1917         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1918                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1919                 return false;
1920
1921         /* Always allow migrate on private faults */
1922         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1923                 return true;
1924
1925         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1926         if (!ng)
1927                 return true;
1928
1929         /*
1930          * Destination node is much more heavily used than the source
1931          * node? Allow migration.
1932          */
1933         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1934                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1935                 return true;
1936
1937         /*
1938          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1939          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1940          *
1941          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1942          * --------------- * - > ---------------
1943          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1944          */
1945         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1946                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1947 }
1948
1949 /*
1950  * 'numa_type' describes the node at the moment of load balancing.
1951  */
1952 enum numa_type {
1953         /* The node has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
1954         node_has_spare = 0,
1955         /*
1956          * The node is fully used and the tasks don't compete for more CPU
1957          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
1958          */
1959         node_fully_busy,
1960         /*
1961          * The node is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
1962          * tasks.
1963          */
1964         node_overloaded
1965 };
1966
1967 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1968 struct numa_stats {
1969         unsigned long load;
1970         unsigned long runnable;
1971         unsigned long util;
1972         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1973         unsigned long compute_capacity;
1974         unsigned int nr_running;
1975         unsigned int weight;
1976         enum numa_type node_type;
1977         int idle_cpu;
1978 };
1979
1980 struct task_numa_env {
1981         struct task_struct *p;
1982
1983         int src_cpu, src_nid;
1984         int dst_cpu, dst_nid;
1985         int imb_numa_nr;
1986
1987         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1988
1989         int imbalance_pct;
1990         int dist;
1991
1992         struct task_struct *best_task;
1993         long best_imp;
1994         int best_cpu;
1995 };
1996
1997 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq);
1998 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq);
1999
2000 static inline enum
2001 numa_type numa_classify(unsigned int imbalance_pct,
2002                          struct numa_stats *ns)
2003 {
2004         if ((ns->nr_running > ns->weight) &&
2005             (((ns->compute_capacity * 100) < (ns->util * imbalance_pct)) ||
2006              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) < (ns->runnable * 100))))
2007                 return node_overloaded;
2008
2009         if ((ns->nr_running < ns->weight) ||
2010             (((ns->compute_capacity * 100) > (ns->util * imbalance_pct)) &&
2011              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) > (ns->runnable * 100))))
2012                 return node_has_spare;
2013
2014         return node_fully_busy;
2015 }
2016
2017 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
2018 /* Forward declarations of select_idle_sibling helpers */
2019 static inline bool test_idle_cores(int cpu);
2020 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
2021 {
2022         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present) ||
2023             idle_core >= 0 || !test_idle_cores(cpu))
2024                 return idle_core;
2025
2026         /*
2027          * Prefer cores instead of packing HT siblings
2028          * and triggering future load balancing.
2029          */
2030         if (is_core_idle(cpu))
2031                 idle_core = cpu;
2032
2033         return idle_core;
2034 }
2035 #else
2036 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
2037 {
2038         return idle_core;
2039 }
2040 #endif
2041
2042 /*
2043  * Gather all necessary information to make NUMA balancing placement
2044  * decisions that are compatible with standard load balancer. This
2045  * borrows code and logic from update_sg_lb_stats but sharing a
2046  * common implementation is impractical.
2047  */
2048 static void update_numa_stats(struct task_numa_env *env,
2049                               struct numa_stats *ns, int nid,
2050                               bool find_idle)
2051 {
2052         int cpu, idle_core = -1;
2053
2054         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
2055         ns->idle_cpu = -1;
2056
2057         rcu_read_lock();
2058         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
2059                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2060
2061                 ns->load += cpu_load(rq);
2062                 ns->runnable += cpu_runnable(rq);
2063                 ns->util += cpu_util_cfs(cpu);
2064                 ns->nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
2065                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
2066
2067                 if (find_idle && idle_core < 0 && !rq->nr_running && idle_cpu(cpu)) {
2068                         if (READ_ONCE(rq->numa_migrate_on) ||
2069                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
2070                                 continue;
2071
2072                         if (ns->idle_cpu == -1)
2073                                 ns->idle_cpu = cpu;
2074
2075                         idle_core = numa_idle_core(idle_core, cpu);
2076                 }
2077         }
2078         rcu_read_unlock();
2079
2080         ns->weight = cpumask_weight(cpumask_of_node(nid));
2081
2082         ns->node_type = numa_classify(env->imbalance_pct, ns);
2083
2084         if (idle_core >= 0)
2085                 ns->idle_cpu = idle_core;
2086 }
2087
2088 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
2089                              struct task_struct *p, long imp)
2090 {
2091         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
2092
2093         /* Check if run-queue part of active NUMA balance. */
2094         if (env->best_cpu != env->dst_cpu && xchg(&rq->numa_migrate_on, 1)) {
2095                 int cpu;
2096                 int start = env->dst_cpu;
2097
2098                 /* Find alternative idle CPU. */
2099                 for_each_cpu_wrap(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid), start + 1) {
2100                         if (cpu == env->best_cpu || !idle_cpu(cpu) ||
2101                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr)) {
2102                                 continue;
2103                         }
2104
2105                         env->dst_cpu = cpu;
2106                         rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
2107                         if (!xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
2108                                 goto assign;
2109                 }
2110
2111                 /* Failed to find an alternative idle CPU */
2112                 return;
2113         }
2114
2115 assign:
2116         /*
2117          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
2118          * found a better CPU to move/swap.
2119          */
2120         if (env->best_cpu != -1 && env->best_cpu != env->dst_cpu) {
2121                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
2122                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
2123         }
2124
2125         if (env->best_task)
2126                 put_task_struct(env->best_task);
2127         if (p)
2128                 get_task_struct(p);
2129
2130         env->best_task = p;
2131         env->best_imp = imp;
2132         env->best_cpu = env->dst_cpu;
2133 }
2134
2135 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
2136                                 struct task_numa_env *env)
2137 {
2138         long imb, old_imb;
2139         long orig_src_load, orig_dst_load;
2140         long src_capacity, dst_capacity;
2141
2142         /*
2143          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
2144          *
2145          * src_load        dst_load
2146          * ------------ vs ---------
2147          * src_capacity    dst_capacity
2148          */
2149         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
2150         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
2151
2152         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
2153
2154         orig_src_load = env->src_stats.load;
2155         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
2156
2157         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
2158
2159         /* Would this change make things worse? */
2160         return (imb > old_imb);
2161 }
2162
2163 /*
2164  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
2165  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
2166  * Used to deter task migration.
2167  */
2168 #define SMALLIMP        30
2169
2170 /*
2171  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
2172  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
2173  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
2174  * be exchanged with the source task
2175  */
2176 static bool task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
2177                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
2178 {
2179         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
2180         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
2181         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
2182         struct task_struct *cur;
2183         long src_load, dst_load;
2184         int dist = env->dist;
2185         long moveimp = imp;
2186         long load;
2187         bool stopsearch = false;
2188
2189         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
2190                 return false;
2191
2192         rcu_read_lock();
2193         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
2194         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
2195                 cur = NULL;
2196
2197         /*
2198          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
2199          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
2200          */
2201         if (cur == env->p) {
2202                 stopsearch = true;
2203                 goto unlock;
2204         }
2205
2206         if (!cur) {
2207                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
2208                         goto assign;
2209                 else
2210                         goto unlock;
2211         }
2212
2213         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu. */
2214         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
2215                 goto unlock;
2216
2217         /*
2218          * Skip this swap candidate if it is not moving to its preferred
2219          * node and the best task is.
2220          */
2221         if (env->best_task &&
2222             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
2223             cur->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
2224                 goto unlock;
2225         }
2226
2227         /*
2228          * "imp" is the fault differential for the source task between the
2229          * source and destination node. Calculate the total differential for
2230          * the source task and potential destination task. The more negative
2231          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
2232          * be incurred if the tasks were swapped.
2233          *
2234          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
2235          * in any group then look only at task weights.
2236          */
2237         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
2238         if (cur_ng == p_ng) {
2239                 /*
2240                  * Do not swap within a group or between tasks that have
2241                  * no group if there is spare capacity. Swapping does
2242                  * not address the load imbalance and helps one task at
2243                  * the cost of punishing another.
2244                  */
2245                 if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare)
2246                         goto unlock;
2247
2248                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
2249                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
2250                 /*
2251                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
2252                  * tasks within a group over tiny differences.
2253                  */
2254                 if (cur_ng)
2255                         imp -= imp / 16;
2256         } else {
2257                 /*
2258                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
2259                  * (not part of a group), use the task weight instead.
2260                  */
2261                 if (cur_ng && p_ng)
2262                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
2263                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
2264                 else
2265                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
2266                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
2267         }
2268
2269         /* Discourage picking a task already on its preferred node */
2270         if (cur->numa_preferred_nid == env->dst_nid)
2271                 imp -= imp / 16;
2272
2273         /*
2274          * Encourage picking a task that moves to its preferred node.
2275          * This potentially makes imp larger than it's maximum of
2276          * 1998 (see SMALLIMP and task_weight for why) but in this
2277          * case, it does not matter.
2278          */
2279         if (cur->numa_preferred_nid == env->src_nid)
2280                 imp += imp / 8;
2281
2282         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
2283                 imp = moveimp;
2284                 cur = NULL;
2285                 goto assign;
2286         }
2287
2288         /*
2289          * Prefer swapping with a task moving to its preferred node over a
2290          * task that is not.
2291          */
2292         if (env->best_task && cur->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
2293             env->best_task->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
2294                 goto assign;
2295         }
2296
2297         /*
2298          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
2299          * task migration might only result in ping pong
2300          * of tasks and also hurt performance due to cache
2301          * misses.
2302          */
2303         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
2304                 goto unlock;
2305
2306         /*
2307          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
2308          */
2309         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
2310         if (!load)
2311                 goto assign;
2312
2313         dst_load = env->dst_stats.load + load;
2314         src_load = env->src_stats.load - load;
2315
2316         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
2317                 goto unlock;
2318
2319 assign:
2320         /* Evaluate an idle CPU for a task numa move. */
2321         if (!cur) {
2322                 int cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
2323
2324                 /* Nothing cached so current CPU went idle since the search. */
2325                 if (cpu < 0)
2326                         cpu = env->dst_cpu;
2327
2328                 /*
2329                  * If the CPU is no longer truly idle and the previous best CPU
2330                  * is, keep using it.
2331                  */
2332                 if (!idle_cpu(cpu) && env->best_cpu >= 0 &&
2333                     idle_cpu(env->best_cpu)) {
2334                         cpu = env->best_cpu;
2335                 }
2336
2337                 env->dst_cpu = cpu;
2338         }
2339
2340         task_numa_assign(env, cur, imp);
2341
2342         /*
2343          * If a move to idle is allowed because there is capacity or load
2344          * balance improves then stop the search. While a better swap
2345          * candidate may exist, a search is not free.
2346          */
2347         if (maymove && !cur && env->best_cpu >= 0 && idle_cpu(env->best_cpu))
2348                 stopsearch = true;
2349
2350         /*
2351          * If a swap candidate must be identified and the current best task
2352          * moves its preferred node then stop the search.
2353          */
2354         if (!maymove && env->best_task &&
2355             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid) {
2356                 stopsearch = true;
2357         }
2358 unlock:
2359         rcu_read_unlock();
2360
2361         return stopsearch;
2362 }
2363
2364 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
2365                                 long taskimp, long groupimp)
2366 {
2367         bool maymove = false;
2368         int cpu;
2369
2370         /*
2371          * If dst node has spare capacity, then check if there is an
2372          * imbalance that would be overruled by the load balancer.
2373          */
2374         if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare) {
2375                 unsigned int imbalance;
2376                 int src_running, dst_running;
2377
2378                 /*
2379                  * Would movement cause an imbalance? Note that if src has
2380                  * more running tasks that the imbalance is ignored as the
2381                  * move improves the imbalance from the perspective of the
2382                  * CPU load balancer.
2383                  * */
2384                 src_running = env->src_stats.nr_running - 1;
2385                 dst_running = env->dst_stats.nr_running + 1;
2386                 imbalance = max(0, dst_running - src_running);
2387                 imbalance = adjust_numa_imbalance(imbalance, dst_running,
2388                                                   env->imb_numa_nr);
2389
2390                 /* Use idle CPU if there is no imbalance */
2391                 if (!imbalance) {
2392                         maymove = true;
2393                         if (env->dst_stats.idle_cpu >= 0) {
2394                                 env->dst_cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
2395                                 task_numa_assign(env, NULL, 0);
2396                                 return;
2397                         }
2398                 }
2399         } else {
2400                 long src_load, dst_load, load;
2401                 /*
2402                  * If the improvement from just moving env->p direction is better
2403                  * than swapping tasks around, check if a move is possible.
2404                  */
2405                 load = task_h_load(env->p);
2406                 dst_load = env->dst_stats.load + load;
2407                 src_load = env->src_stats.load - load;
2408                 maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
2409         }
2410
2411         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
2412                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
2413                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
2414                         continue;
2415
2416                 env->dst_cpu = cpu;
2417                 if (task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove))
2418                         break;
2419         }
2420 }
2421
2422 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
2423 {
2424         struct task_numa_env env = {
2425                 .p = p,
2426
2427                 .src_cpu = task_cpu(p),
2428                 .src_nid = task_node(p),
2429
2430                 .imbalance_pct = 112,
2431
2432                 .best_task = NULL,
2433                 .best_imp = 0,
2434                 .best_cpu = -1,
2435         };
2436         unsigned long taskweight, groupweight;
2437         struct sched_domain *sd;
2438         long taskimp, groupimp;
2439         struct numa_group *ng;
2440         struct rq *best_rq;
2441         int nid, ret, dist;
2442
2443         /*
2444          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
2445          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
2446          *
2447          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
2448          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
2449          * to satisfy here.
2450          */
2451         rcu_read_lock();
2452         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
2453         if (sd) {
2454                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2455                 env.imb_numa_nr = sd->imb_numa_nr;
2456         }
2457         rcu_read_unlock();
2458
2459         /*
2460          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
2461          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
2462          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
2463          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
2464          */
2465         if (unlikely(!sd)) {
2466                 sched_setnuma(p, task_node(p));
2467                 return -EINVAL;
2468         }
2469
2470         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
2471         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2472         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2473         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2474         update_numa_stats(&env, &env.src_stats, env.src_nid, false);
2475         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
2476         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
2477         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2478
2479         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
2480         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2481
2482         /*
2483          * Look at other nodes in these cases:
2484          * - there is no space available on the preferred_nid
2485          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
2486          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
2487          *   we need to check other locations.
2488          */
2489         ng = deref_curr_numa_group(p);
2490         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
2491                 for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2492                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
2493                                 continue;
2494
2495                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2496                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
2497                                                 dist != env.dist) {
2498                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2499                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2500                         }
2501
2502                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
2503                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
2504                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
2505                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
2506                                 continue;
2507
2508                         env.dist = dist;
2509                         env.dst_nid = nid;
2510                         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2511                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2512                 }
2513         }
2514
2515         /*
2516          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
2517          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
2518          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
2519          * settle down.
2520          * A task that migrated to a second choice node will be better off
2521          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
2522          */
2523         if (ng) {
2524                 if (env.best_cpu == -1)
2525                         nid = env.src_nid;
2526                 else
2527                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
2528
2529                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
2530                         sched_setnuma(p, nid);
2531         }
2532
2533         /* No better CPU than the current one was found. */
2534         if (env.best_cpu == -1) {
2535                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, -1);
2536                 return -EAGAIN;
2537         }
2538
2539         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
2540         if (env.best_task == NULL) {
2541                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
2542                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2543                 if (ret != 0)
2544                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, env.best_cpu);
2545                 return ret;
2546         }
2547
2548         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
2549         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2550
2551         if (ret != 0)
2552                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_task, env.best_cpu);
2553         put_task_struct(env.best_task);
2554         return ret;
2555 }
2556
2557 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
2558 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
2559 {
2560         unsigned long interval = HZ;
2561
2562         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
2563         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
2564                 return;
2565
2566         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
2567         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
2568         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
2569
2570         /* Success if task is already running on preferred CPU */
2571         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
2572                 return;
2573
2574         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
2575         task_numa_migrate(p);
2576 }
2577
2578 /*
2579  * Find out how many nodes the workload is actively running on. Do this by
2580  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
2581  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
2582  * located.
2583  */
2584 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
2585 {
2586         unsigned long faults, max_faults = 0;
2587         int nid, active_nodes = 0;
2588
2589         for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2590                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2591                 if (faults > max_faults)
2592                         max_faults = faults;
2593         }
2594
2595         for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2596                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2597                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
2598                         active_nodes++;
2599         }
2600
2601         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
2602         numa_group->active_nodes = active_nodes;
2603 }
2604
2605 /*
2606  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
2607  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
2608  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
2609  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
2610  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
2611  */
2612 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
2613 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
2614
2615 /*
2616  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
2617  * our memory is already on our local node, or if the majority of
2618  * the page accesses are shared with other processes.
2619  * Otherwise, decrease the scan period.
2620  */
2621 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
2622                         unsigned long shared, unsigned long private)
2623 {
2624         unsigned int period_slot;
2625         int lr_ratio, ps_ratio;
2626         int diff;
2627
2628         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
2629         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
2630
2631         /*
2632          * If there were no record hinting faults then either the task is
2633          * completely idle or all activity is in areas that are not of interest
2634          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
2635          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
2636          * node is overloaded. In either case, scan slower
2637          */
2638         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
2639                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
2640                         p->numa_scan_period << 1);
2641
2642                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
2643                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2644
2645                 return;
2646         }
2647
2648         /*
2649          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
2650          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
2651          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
2652          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
2653          */
2654         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
2655         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
2656         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
2657
2658         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2659                 /*
2660                  * Most memory accesses are local. There is no need to
2661                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
2662                  */
2663                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2664                 if (!slot)
2665                         slot = 1;
2666                 diff = slot * period_slot;
2667         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2668                 /*
2669                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
2670                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
2671                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
2672                  */
2673                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2674                 if (!slot)
2675                         slot = 1;
2676                 diff = slot * period_slot;
2677         } else {
2678                 /*
2679                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
2680                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
2681                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
2682                  */
2683                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2684                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2685         }
2686
2687         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2688                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2689         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2690 }
2691
2692 /*
2693  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2694  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2695  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2696  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2697  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2698  */
2699 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2700 {
2701         u64 runtime, delta, now;
2702         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2703         now = p->se.exec_start;
2704         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2705
2706         if (p->last_task_numa_placement) {
2707                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2708                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2709
2710                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2711                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2712                         *period = 0;
2713         } else {
2714                 delta = p->se.avg.load_sum;
2715                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2716         }
2717
2718         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2719         p->last_task_numa_placement = now;
2720
2721         return delta;
2722 }
2723
2724 /*
2725  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2726  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2727  * otherwise workloads might not converge.
2728  */
2729 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2730 {
2731         nodemask_t nodes;
2732         int dist;
2733
2734         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2735         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2736                 return nid;
2737
2738         /*
2739          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2740          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2741          * both the node itself, and on nearby nodes.
2742          */
2743         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2744                 unsigned long score, max_score = 0;
2745                 int node, max_node = nid;
2746
2747                 dist = sched_max_numa_distance;
2748
2749                 for_each_node_state(node, N_CPU) {
2750                         score = group_weight(p, node, dist);
2751                         if (score > max_score) {
2752                                 max_score = score;
2753                                 max_node = node;
2754                         }
2755                 }
2756                 return max_node;
2757         }
2758
2759         /*
2760          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2761          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2762          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2763          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2764          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2765          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2766          * keep the complexity of the search down.
2767          */
2768         nodes = node_states[N_CPU];
2769         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2770                 unsigned long max_faults = 0;
2771                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2772                 int a, b;
2773
2774                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2775                 if (!find_numa_distance(dist))
2776                         continue;
2777
2778                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2779                         unsigned long faults = 0;
2780                         nodemask_t this_group;
2781                         nodes_clear(this_group);
2782
2783                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2784                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2785                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2786                                         faults += group_faults(p, b);
2787                                         node_set(b, this_group);
2788                                         node_clear(b, nodes);
2789                                 }
2790                         }
2791
2792                         /* Remember the top group. */
2793                         if (faults > max_faults) {
2794                                 max_faults = faults;
2795                                 max_group = this_group;
2796                                 /*
2797                                  * subtle: at the smallest distance there is
2798                                  * just one node left in each "group", the
2799                                  * winner is the preferred nid.
2800                                  */
2801                                 nid = a;
2802                         }
2803                 }
2804                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2805                 if (!max_faults)
2806                         break;
2807                 nodes = max_group;
2808         }
2809         return nid;
2810 }
2811
2812 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2813 {
2814         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2815         unsigned long max_faults = 0;
2816         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2817         unsigned long total_faults;
2818         u64 runtime, period;
2819         spinlock_t *group_lock = NULL;
2820         struct numa_group *ng;
2821
2822         /*
2823          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2824          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2825          * that the field is read in a single access:
2826          */
2827         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2828         if (p->numa_scan_seq == seq)
2829                 return;
2830         p->numa_scan_seq = seq;
2831         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2832
2833         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2834                        p->numa_faults_locality[1];
2835         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2836
2837         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2838         ng = deref_curr_numa_group(p);
2839         if (ng) {
2840                 group_lock = &ng->lock;
2841                 spin_lock_irq(group_lock);
2842         }
2843
2844         /* Find the node with the highest number of faults */
2845         for_each_online_node(nid) {
2846                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2847                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2848                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2849                 int priv;
2850
2851                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2852                         long diff, f_diff, f_weight;
2853
2854                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2855                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2856                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2857                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2858
2859                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2860                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2861                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2862                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2863
2864                         /*
2865                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2866                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2867                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2868                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2869                          * faults are less important.
2870                          */
2871                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2872                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2873                                    (total_faults + 1);
2874                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2875                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2876
2877                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2878                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2879                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2880                         p->total_numa_faults += diff;
2881                         if (ng) {
2882                                 /*
2883                                  * safe because we can only change our own group
2884                                  *
2885                                  * mem_idx represents the offset for a given
2886                                  * nid and priv in a specific region because it
2887                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2888                                  */
2889                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2890                                 ng->faults[cpu_idx] += f_diff;
2891                                 ng->total_faults += diff;
2892                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2893                         }
2894                 }
2895
2896                 if (!ng) {
2897                         if (faults > max_faults) {
2898                                 max_faults = faults;
2899                                 max_nid = nid;
2900                         }
2901                 } else if (group_faults > max_faults) {
2902                         max_faults = group_faults;
2903                         max_nid = nid;
2904                 }
2905         }
2906
2907         /* Cannot migrate task to CPU-less node */
2908         if (max_nid != NUMA_NO_NODE && !node_state(max_nid, N_CPU)) {
2909                 int near_nid = max_nid;
2910                 int distance, near_distance = INT_MAX;
2911
2912                 for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2913                         distance = node_distance(max_nid, nid);
2914                         if (distance < near_distance) {
2915                                 near_nid = nid;
2916                                 near_distance = distance;
2917                         }
2918                 }
2919                 max_nid = near_nid;
2920         }
2921
2922         if (ng) {
2923                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2924                 spin_unlock_irq(group_lock);
2925                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2926         }
2927
2928         if (max_faults) {
2929                 /* Set the new preferred node */
2930                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2931                         sched_setnuma(p, max_nid);
2932         }
2933
2934         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2935 }
2936
2937 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2938 {
2939         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2940 }
2941
2942 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2943 {
2944         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2945                 kfree_rcu(grp, rcu);
2946 }
2947
2948 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2949                         int *priv)
2950 {
2951         struct numa_group *grp, *my_grp;
2952         struct task_struct *tsk;
2953         bool join = false;
2954         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2955         int i;
2956
2957         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2958                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2959                                     NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS *
2960                                     nr_node_ids * sizeof(unsigned long);
2961
2962                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2963                 if (!grp)
2964                         return;
2965
2966                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2967                 grp->active_nodes = 1;
2968                 grp->max_faults_cpu = 0;
2969                 spin_lock_init(&grp->lock);
2970                 grp->gid = p->pid;
2971
2972                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2973                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2974
2975                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2976
2977                 grp->nr_tasks++;
2978                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2979         }
2980
2981         rcu_read_lock();
2982         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2983
2984         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2985                 goto no_join;
2986
2987         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2988         if (!grp)
2989                 goto no_join;
2990
2991         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2992         if (grp == my_grp)
2993                 goto no_join;
2994
2995         /*
2996          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2997          * the other task will join us.
2998          */
2999         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
3000                 goto no_join;
3001
3002         /*
3003          * Tie-break on the grp address.
3004          */
3005         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
3006                 goto no_join;
3007
3008         /* Always join threads in the same process. */
3009         if (tsk->mm == current->mm)
3010                 join = true;
3011
3012         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
3013         if (flags & TNF_SHARED)
3014                 join = true;
3015
3016         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
3017         *priv = !join;
3018
3019         if (join && !get_numa_group(grp))
3020                 goto no_join;
3021
3022         rcu_read_unlock();
3023
3024         if (!join)
3025                 return;
3026
3027         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
3028         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
3029
3030         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
3031                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
3032                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
3033         }
3034         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
3035         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
3036
3037         my_grp->nr_tasks--;
3038         grp->nr_tasks++;
3039
3040         spin_unlock(&my_grp->lock);
3041         spin_unlock_irq(&grp->lock);
3042
3043         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
3044
3045         put_numa_group(my_grp);
3046         return;
3047
3048 no_join:
3049         rcu_read_unlock();
3050         return;
3051 }
3052
3053 /*
3054  * Get rid of NUMA statistics associated with a task (either current or dead).
3055  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
3056  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
3057  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
3058  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
3059  */
3060 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
3061 {
3062         /* safe: p either is current or is being freed by current */
3063         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
3064         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
3065         unsigned long flags;
3066         int i;
3067
3068         if (!numa_faults)
3069                 return;
3070
3071         if (grp) {
3072                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
3073                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
3074                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
3075                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
3076
3077                 grp->nr_tasks--;
3078                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
3079                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
3080                 put_numa_group(grp);
3081         }
3082
3083         if (final) {
3084                 p->numa_faults = NULL;
3085                 kfree(numa_faults);
3086         } else {
3087                 p->total_numa_faults = 0;
3088                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
3089                         numa_faults[i] = 0;
3090         }
3091 }
3092
3093 /*
3094  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
3095  */
3096 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
3097 {
3098         struct task_struct *p = current;
3099         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
3100         int cpu_node = task_node(current);
3101         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
3102         struct numa_group *ng;
3103         int priv;
3104
3105         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
3106                 return;
3107
3108         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
3109         if (!p->mm)
3110                 return;
3111
3112         /*
3113          * NUMA faults statistics are unnecessary for the slow memory
3114          * node for memory tiering mode.
3115          */
3116         if (!node_is_toptier(mem_node) &&
3117             (sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING ||
3118              !cpupid_valid(last_cpupid)))
3119                 return;
3120
3121         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
3122         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
3123                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
3124                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
3125
3126                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
3127                 if (!p->numa_faults)
3128                         return;
3129
3130                 p->total_numa_faults = 0;
3131                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
3132         }
3133
3134         /*
3135          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
3136          * to be private if the accessing pid has not changed
3137          */
3138         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
3139                 priv = 1;
3140         } else {
3141                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
3142                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
3143                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
3144         }
3145
3146         /*
3147          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
3148          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
3149          * actively using should be counted as local. This allows the
3150          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
3151          */
3152         ng = deref_curr_numa_group(p);
3153         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
3154                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
3155                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
3156                 local = 1;
3157
3158         /*
3159          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
3160          * previously failed, or the scheduler moved us.
3161          */
3162         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
3163                 task_numa_placement(p);
3164                 numa_migrate_preferred(p);
3165         }
3166
3167         if (migrated)
3168                 p->numa_pages_migrated += pages;
3169         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
3170                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
3171
3172         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
3173         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
3174         p->numa_faults_locality[local] += pages;
3175 }
3176
3177 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
3178 {
3179         /*
3180          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
3181          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
3182          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
3183          * much of an issue though, since this is just used for
3184          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
3185          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
3186          */
3187         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
3188         p->mm->numa_scan_offset = 0;
3189 }
3190
3191 static bool vma_is_accessed(struct vm_area_struct *vma)
3192 {
3193         unsigned long pids;
3194         /*
3195          * Allow unconditional access first two times, so that all the (pages)
3196          * of VMAs get prot_none fault introduced irrespective of accesses.
3197          * This is also done to avoid any side effect of task scanning
3198          * amplifying the unfairness of disjoint set of VMAs' access.
3199          */
3200         if (READ_ONCE(current->mm->numa_scan_seq) < 2)
3201                 return true;
3202
3203         pids = vma->numab_state->access_pids[0] | vma->numab_state->access_pids[1];
3204         return test_bit(hash_32(current->pid, ilog2(BITS_PER_LONG)), &pids);
3205 }
3206
3207 #define VMA_PID_RESET_PERIOD (4 * sysctl_numa_balancing_scan_delay)
3208
3209 /*
3210  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
3211  * Triggered from task_tick_numa().
3212  */
3213 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
3214 {
3215         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
3216         struct task_struct *p = current;
3217         struct mm_struct *mm = p->mm;
3218         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
3219         struct vm_area_struct *vma;
3220         unsigned long start, end;
3221         unsigned long nr_pte_updates = 0;
3222         long pages, virtpages;
3223         struct vma_iterator vmi;
3224
3225         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
3226
3227         work->next = work;
3228         /*
3229          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
3230          *
3231          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
3232          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
3233          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
3234          * work.
3235          */
3236         if (p->flags & PF_EXITING)
3237                 return;
3238
3239         if (!mm->numa_next_scan) {
3240                 mm->numa_next_scan = now +
3241                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
3242         }
3243
3244         /*
3245          * Enforce maximal scan/migration frequency..
3246          */
3247         migrate = mm->numa_next_scan;
3248         if (time_before(now, migrate))
3249                 return;
3250
3251         if (p->numa_scan_period == 0) {
3252                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
3253                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
3254         }
3255
3256         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
3257         if (!try_cmpxchg(&mm->numa_next_scan, &migrate, next_scan))
3258                 return;
3259
3260         /*
3261          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
3262          * the next time around.
3263          */
3264         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
3265
3266         start = mm->numa_scan_offset;
3267         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
3268         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
3269         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
3270         if (!pages)
3271                 return;
3272
3273
3274         if (!mmap_read_trylock(mm))
3275                 return;
3276         vma_iter_init(&vmi, mm, start);
3277         vma = vma_next(&vmi);
3278         if (!vma) {
3279                 reset_ptenuma_scan(p);
3280                 start = 0;
3281                 vma_iter_set(&vmi, start);
3282                 vma = vma_next(&vmi);
3283         }
3284
3285         do {
3286                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
3287                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
3288                         continue;
3289                 }
3290
3291                 /*
3292                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
3293                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
3294                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
3295                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
3296                  */
3297                 if (!vma->vm_mm ||
3298                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
3299                         continue;
3300
3301                 /*
3302                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
3303                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
3304                  */
3305                 if (!vma_is_accessible(vma))
3306                         continue;
3307
3308                 /* Initialise new per-VMA NUMAB state. */
3309                 if (!vma->numab_state) {
3310                         vma->numab_state = kzalloc(sizeof(struct vma_numab_state),
3311                                 GFP_KERNEL);
3312                         if (!vma->numab_state)
3313                                 continue;
3314
3315                         vma->numab_state->next_scan = now +
3316                                 msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
3317
3318                         /* Reset happens after 4 times scan delay of scan start */
3319                         vma->numab_state->next_pid_reset =  vma->numab_state->next_scan +
3320                                 msecs_to_jiffies(VMA_PID_RESET_PERIOD);
3321                 }
3322
3323                 /*
3324                  * Scanning the VMA's of short lived tasks add more overhead. So
3325                  * delay the scan for new VMAs.
3326                  */
3327                 if (mm->numa_scan_seq && time_before(jiffies,
3328                                                 vma->numab_state->next_scan))
3329                         continue;
3330
3331                 /* Do not scan the VMA if task has not accessed */
3332                 if (!vma_is_accessed(vma))
3333                         continue;
3334
3335                 /*
3336                  * RESET access PIDs regularly for old VMAs. Resetting after checking
3337                  * vma for recent access to avoid clearing PID info before access..
3338                  */
3339                 if (mm->numa_scan_seq &&
3340                                 time_after(jiffies, vma->numab_state->next_pid_reset)) {
3341                         vma->numab_state->next_pid_reset = vma->numab_state->next_pid_reset +
3342                                 msecs_to_jiffies(VMA_PID_RESET_PERIOD);
3343                         vma->numab_state->access_pids[0] = READ_ONCE(vma->numab_state->access_pids[1]);
3344                         vma->numab_state->access_pids[1] = 0;
3345                 }
3346
3347                 do {
3348                         start = max(start, vma->vm_start);
3349                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
3350                         end = min(end, vma->vm_end);
3351                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
3352
3353                         /*
3354                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
3355                          * hpages that have at least one present PTE that
3356                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
3357                          * areas that are unused or already full of prot_numa
3358                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
3359                          * areas faster.
3360                          */
3361                         if (nr_pte_updates)
3362                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
3363                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
3364
3365                         start = end;
3366                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
3367                                 goto out;
3368
3369                         cond_resched();
3370                 } while (end != vma->vm_end);
3371         } for_each_vma(vmi, vma);
3372
3373 out:
3374         /*
3375          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
3376          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
3377          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
3378          * scanner to the start so check it now.
3379          */
3380         if (vma)
3381                 mm->numa_scan_offset = start;
3382         else
3383                 reset_ptenuma_scan(p);
3384         mmap_read_unlock(mm);
3385
3386         /*
3387          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
3388          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
3389          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
3390          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
3391          */
3392         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
3393                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
3394                 p->node_stamp += 32 * diff;
3395         }
3396 }
3397
3398 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3399 {
3400         int mm_users = 0;
3401         struct mm_struct *mm = p->mm;
3402
3403         if (mm) {
3404                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
3405                 if (mm_users == 1) {
3406                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
3407                         mm->numa_scan_seq = 0;
3408                 }
3409         }
3410         p->node_stamp                   = 0;
3411         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
3412         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
3413         p->numa_migrate_retry           = 0;
3414         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
3415         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
3416         p->numa_faults                  = NULL;
3417         p->numa_pages_migrated          = 0;
3418         p->total_numa_faults            = 0;
3419         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
3420         p->last_task_numa_placement     = 0;
3421         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
3422
3423         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
3424
3425         /* New address space, reset the preferred nid */
3426         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
3427                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
3428                 return;
3429         }
3430
3431         /*
3432          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
3433          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
3434          */
3435         if (mm) {
3436                 unsigned int delay;
3437
3438                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
3439                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
3440                 delay += 2 * TICK_NSEC;
3441                 p->node_stamp = delay;
3442         }
3443 }
3444
3445 /*
3446  * Drive the periodic memory faults..
3447  */
3448 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
3449 {
3450         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
3451         u64 period, now;
3452
3453         /*
3454          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
3455          */
3456         if (!curr->mm || (curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) || work->next != work)
3457                 return;
3458
3459         /*
3460          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
3461          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
3462          * task needs to have done some actual work before we bother with
3463          * NUMA placement.
3464          */
3465         now = curr->se.sum_exec_runtime;
3466         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
3467
3468         if (now > curr->node_stamp + period) {
3469                 if (!curr->node_stamp)
3470                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
3471                 curr->node_stamp += period;
3472
3473                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
3474                         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
3475         }
3476 }
3477
3478 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
3479 {
3480         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
3481         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
3482
3483         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
3484                 return;
3485
3486         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
3487                 return;
3488
3489         if (src_nid == dst_nid)
3490                 return;
3491
3492         /*
3493          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
3494          * has completed. This is most likely due to a new task that
3495          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
3496          */
3497         if (p->numa_scan_seq) {
3498                 /*
3499                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
3500                  * node or if the task was not previously running on
3501                  * the preferred node.
3502                  */
3503                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
3504                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
3505                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
3506                         return;
3507         }
3508
3509         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
3510 }
3511
3512 #else
3513 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
3514 {
3515 }
3516
3517 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3518 {
3519 }
3520
3521 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3522 {
3523 }
3524
3525 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
3526 {
3527 }
3528
3529 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3530
3531 static void
3532 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3533 {
3534         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3535 #ifdef CONFIG_SMP
3536         if (entity_is_task(se)) {
3537                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3538
3539                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
3540                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
3541         }
3542 #endif
3543         cfs_rq->nr_running++;
3544         if (se_is_idle(se))
3545                 cfs_rq->idle_nr_running++;
3546 }
3547
3548 static void
3549 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3550 {
3551         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3552 #ifdef CONFIG_SMP
3553         if (entity_is_task(se)) {
3554                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
3555                 list_del_init(&se->group_node);
3556         }
3557 #endif
3558         cfs_rq->nr_running--;
3559         if (se_is_idle(se))
3560                 cfs_rq->idle_nr_running--;
3561 }
3562
3563 /*
3564  * Signed add and clamp on underflow.
3565  *
3566  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3567  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3568  * values.
3569  */
3570 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
3571         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3572         typeof(_val) val = (_val);                              \
3573         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3574                                                                 \
3575         res = var + val;                                        \
3576                                                                 \
3577         if (val < 0 && res > var)                               \
3578                 res = 0;                                        \
3579                                                                 \
3580         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3581 } while (0)
3582
3583 /*
3584  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3585  *
3586  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3587  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3588  * values.
3589  */
3590 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3591         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3592         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3593         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3594         res = var - val;                                        \
3595         if (res > var)                                          \
3596                 res = 0;                                        \
3597         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3598 } while (0)
3599
3600 /*
3601  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
3602  *
3603  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
3604  * and is thus optimized for local variable updates.
3605  */
3606 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
3607         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3608         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
3609 } while (0)
3610
3611 #ifdef CONFIG_SMP
3612 static inline void
3613 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3614 {
3615         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3616         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3617 }
3618
3619 static inline void
3620 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3621 {
3622         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3623         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
3624         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3625         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.load_sum,
3626                                           cfs_rq->avg.load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3627 }
3628 #else
3629 static inline void
3630 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3631 static inline void
3632 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3633 #endif
3634
3635 static void reweight_eevdf(struct sched_entity *se, u64 avruntime,
3636                            unsigned long weight)
3637 {
3638         unsigned long old_weight = se->load.weight;
3639         s64 vlag, vslice;
3640
3641         /*
3642          * VRUNTIME
3643          * ========
3644          *
3645          * COROLLARY #1: The virtual runtime of the entity needs to be
3646          * adjusted if re-weight at !0-lag point.
3647          *
3648          * Proof: For contradiction assume this is not true, so we can
3649          * re-weight without changing vruntime at !0-lag point.
3650          *
3651          *             Weight   VRuntime   Avg-VRuntime
3652          *     before    w          v            V
3653          *      after    w'         v'           V'
3654          *
3655          * Since lag needs to be preserved through re-weight:
3656          *
3657          *      lag = (V - v)*w = (V'- v')*w', where v = v'
3658          *      ==>     V' = (V - v)*w/w' + v           (1)
3659          *
3660          * Let W be the total weight of the entities before reweight,
3661          * since V' is the new weighted average of entities:
3662          *
3663          *      V' = (WV + w'v - wv) / (W + w' - w)     (2)
3664          *
3665          * by using (1) & (2) we obtain:
3666          *
3667          *      (WV + w'v - wv) / (W + w' - w) = (V - v)*w/w' + v
3668          *      ==> (WV-Wv+Wv+w'v-wv)/(W+w'-w) = (V - v)*w/w' + v
3669          *      ==> (WV - Wv)/(W + w' - w) + v = (V - v)*w/w' + v
3670          *      ==>     (V - v)*W/(W + w' - w) = (V - v)*w/w' (3)
3671          *
3672          * Since we are doing at !0-lag point which means V != v, we
3673          * can simplify (3):
3674          *
3675          *      ==>     W / (W + w' - w) = w / w'
3676          *      ==>     Ww' = Ww + ww' - ww
3677          *      ==>     W * (w' - w) = w * (w' - w)
3678          *      ==>     W = w   (re-weight indicates w' != w)
3679          *
3680          * So the cfs_rq contains only one entity, hence vruntime of
3681          * the entity @v should always equal to the cfs_rq's weighted
3682          * average vruntime @V, which means we will always re-weight
3683          * at 0-lag point, thus breach assumption. Proof completed.
3684          *
3685          *
3686          * COROLLARY #2: Re-weight does NOT affect weighted average
3687          * vruntime of all the entities.
3688          *
3689          * Proof: According to corollary #1, Eq. (1) should be:
3690          *
3691          *      (V - v)*w = (V' - v')*w'
3692          *      ==>    v' = V' - (V - v)*w/w'           (4)
3693          *
3694          * According to the weighted average formula, we have:
3695          *
3696          *      V' = (WV - wv + w'v') / (W - w + w')
3697          *         = (WV - wv + w'(V' - (V - v)w/w')) / (W - w + w')
3698          *         = (WV - wv + w'V' - Vw + wv) / (W - w + w')
3699          *         = (WV + w'V' - Vw) / (W - w + w')
3700          *
3701          *      ==>  V'*(W - w + w') = WV + w'V' - Vw
3702          *      ==>     V' * (W - w) = (W - w) * V      (5)
3703          *
3704          * If the entity is the only one in the cfs_rq, then reweight
3705          * always occurs at 0-lag point, so V won't change. Or else
3706          * there are other entities, hence W != w, then Eq. (5) turns
3707          * into V' = V. So V won't change in either case, proof done.
3708          *
3709          *
3710          * So according to corollary #1 & #2, the effect of re-weight
3711          * on vruntime should be:
3712          *
3713          *      v' = V' - (V - v) * w / w'              (4)
3714          *         = V  - (V - v) * w / w'
3715          *         = V  - vl * w / w'
3716          *         = V  - vl'
3717          */
3718         if (avruntime != se->vruntime) {
3719                 vlag = entity_lag(avruntime, se);
3720                 vlag = div_s64(vlag * old_weight, weight);
3721                 se->vruntime = avruntime - vlag;
3722         }
3723
3724         /*
3725          * DEADLINE
3726          * ========
3727          *
3728          * When the weight changes, the virtual time slope changes and
3729          * we should adjust the relative virtual deadline accordingly.
3730          *
3731          *      d' = v' + (d - v)*w/w'
3732          *         = V' - (V - v)*w/w' + (d - v)*w/w'
3733          *         = V  - (V - v)*w/w' + (d - v)*w/w'
3734          *         = V  + (d - V)*w/w'
3735          */
3736         vslice = (s64)(se->deadline - avruntime);
3737         vslice = div_s64(vslice * old_weight, weight);
3738         se->deadline = avruntime + vslice;
3739 }
3740
3741 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
3742                             unsigned long weight)
3743 {
3744         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3745         u64 avruntime;
3746
3747         if (se->on_rq) {
3748                 /* commit outstanding execution time */
3749                 update_curr(cfs_rq);
3750                 avruntime = avg_vruntime(cfs_rq);
3751                 if (!curr)
3752                         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3753                 update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3754         }
3755         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3756
3757         if (se->on_rq) {
3758                 reweight_eevdf(se, avruntime, weight);
3759         } else {
3760                 /*
3761                  * Because we keep se->vlag = V - v_i, while: lag_i = w_i*(V - v_i),
3762                  * we need to scale se->vlag when w_i changes.
3763                  */
3764                 se->vlag = div_s64(se->vlag * se->load.weight, weight);
3765         }
3766
3767         update_load_set(&se->load, weight);
3768
3769 #ifdef CONFIG_SMP
3770         do {
3771                 u32 divider = get_pelt_divider(&se->avg);
3772
3773                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
3774         } while (0);
3775 #endif
3776
3777         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3778         if (se->on_rq) {
3779                 update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3780                 if (!curr)
3781                         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3782
3783                 /*
3784                  * The entity's vruntime has been adjusted, so let's check
3785                  * whether the rq-wide min_vruntime needs updated too. Since
3786                  * the calculations above require stable min_vruntime rather
3787                  * than up-to-date one, we do the update at the end of the
3788                  * reweight process.
3789                  */
3790                 update_min_vruntime(cfs_rq);
3791         }
3792 }
3793
3794 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
3795 {
3796         struct sched_entity *se = &p->se;
3797         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3798         struct load_weight *load = &se->load;
3799         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
3800
3801         reweight_entity(cfs_rq, se, weight);
3802         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
3803 }
3804
3805 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3806
3807 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3808 #ifdef CONFIG_SMP
3809 /*
3810  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
3811  * global sum we all love to hate.
3812  *
3813  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
3814  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
3815  *
3816  *                     tg->weight * grq->load.weight
3817  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
3818  *                       \Sum grq->load.weight
3819  *
3820  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
3821  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
3822  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
3823  *
3824  * So instead of the above, we substitute:
3825  *
3826  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
3827  *
3828  * which yields the following:
3829  *
3830  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
3831  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
3832  *                             tg->load_avg
3833  *
3834  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
3835  *
3836  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
3837  *
3838  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
3839  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
3840  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
3841  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
3842  * yielding bad latency etc..
3843  *
3844  * Now, in that special case (1) reduces to:
3845  *
3846  *                     tg->weight * grq->load.weight
3847  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
3848  *                         grp->load.weight
3849  *
3850  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
3851  *
3852  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
3853  * UP case, like:
3854  *
3855  *   ge->load.weight =
3856  *
3857  *              tg->weight * grq->load.weight
3858  *     ---------------------------------------------------         (5)
3859  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
3860  *
3861  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
3862  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
3863  *
3864  *
3865  *                     tg->weight * grq->load.weight
3866  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
3867  *                             tg_load_avg'
3868  *
3869  * Where:
3870  *
3871  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
3872  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
3873  *
3874  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
3875  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
3876  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
3877  *
3878  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
3879  *
3880  * hence icky!
3881  */
3882 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
3883 {
3884         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3885         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3886
3887         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3888
3889         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3890
3891         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3892
3893         /* Ensure tg_weight >= load */
3894         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3895         tg_weight += load;
3896
3897         shares = (tg_shares * load);
3898         if (tg_weight)
3899                 shares /= tg_weight;
3900
3901         /*
3902          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3903          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3904          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3905          * the group on a CPU.
3906          *
3907          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3908          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3909          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3910          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3911          * instead of 0.
3912          */
3913         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3914 }
3915 #endif /* CONFIG_SMP */
3916
3917 /*
3918  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3919  * runqueue.
3920  */
3921 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3922 {
3923         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3924         long shares;
3925
3926         if (!gcfs_rq)
3927                 return;
3928
3929         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3930                 return;
3931
3932 #ifndef CONFIG_SMP
3933         shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3934 #else
3935         shares = calc_group_shares(gcfs_rq);
3936 #endif
3937         if (unlikely(se->load.weight != shares))
3938                 reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
3939 }
3940
3941 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3942 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3943 {
3944 }
3945 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3946
3947 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3948 {
3949         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3950
3951         if (&rq->cfs == cfs_rq) {
3952                 /*
3953                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3954                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3955                  * a real problem.
3956                  *
3957                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3958                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3959                  * number include things like RT tasks.
3960                  *
3961                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3962                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3963                  *
3964                  * See cpu_util_cfs().
3965                  */
3966                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3967         }
3968 }
3969
3970 #ifdef CONFIG_SMP
3971 static inline bool load_avg_is_decayed(struct sched_avg *sa)
3972 {
3973         if (sa->load_sum)
3974                 return false;
3975
3976         if (sa->util_sum)
3977                 return false;
3978
3979         if (sa->runnable_sum)
3980                 return false;
3981
3982         /*
3983          * _avg must be null when _sum are null because _avg = _sum / divider
3984          * Make sure that rounding and/or propagation of PELT values never
3985          * break this.
3986          */
3987         SCHED_WARN_ON(sa->load_avg ||
3988                       sa->util_avg ||
3989                       sa->runnable_avg);
3990
3991         return true;
3992 }
3993
3994 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3995 {
3996         return u64_u32_load_copy(cfs_rq->avg.last_update_time,
3997                                  cfs_rq->last_update_time_copy);
3998 }
3999 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4000 /*
4001  * Because list_add_leaf_cfs_rq always places a child cfs_rq on the list
4002  * immediately before a parent cfs_rq, and cfs_rqs are removed from the list
4003  * bottom-up, we only have to test whether the cfs_rq before us on the list
4004  * is our child.
4005  * If cfs_rq is not on the list, test whether a child needs its to be added to
4006  * connect a branch to the tree  * (see list_add_leaf_cfs_rq() for details).
4007  */
4008 static inline bool child_cfs_rq_on_list(struct cfs_rq *cfs_rq)
4009 {
4010         struct cfs_rq *prev_cfs_rq;
4011         struct list_head *prev;
4012
4013         if (cfs_rq->on_list) {
4014                 prev = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
4015         } else {
4016                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4017
4018                 prev = rq->tmp_alone_branch;
4019         }
4020
4021         prev_cfs_rq = container_of(prev, struct cfs_rq, leaf_cfs_rq_list);
4022
4023         return (prev_cfs_rq->tg->parent == cfs_rq->tg);
4024 }
4025
4026 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
4027 {
4028         if (cfs_rq->load.weight)
4029                 return false;
4030
4031         if (!load_avg_is_decayed(&cfs_rq->avg))
4032                 return false;
4033
4034         if (child_cfs_rq_on_list(cfs_rq))
4035                 return false;
4036
4037         return true;
4038 }
4039
4040 /**
4041  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
4042  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
4043  *
4044  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
4045  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
4046  * considerations.
4047  *
4048  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
4049  * differential update where we store the last value we propagated. This in
4050  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
4051  *
4052  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
4053  */
4054 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4055 {
4056         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
4057
4058         /*
4059          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
4060          */
4061         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
4062                 return;
4063
4064         if (abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
4065                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
4066                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
4067         }
4068 }
4069
4070 /*
4071  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
4072  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
4073  * including the state of rq->lock, should be made.
4074  */
4075 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
4076                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
4077 {
4078         u64 p_last_update_time;
4079         u64 n_last_update_time;
4080
4081         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
4082                 return;
4083
4084         /*
4085          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
4086          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
4087          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
4088          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
4089          * the wakee more load sounds not bad.
4090          */
4091         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
4092                 return;
4093
4094         p_last_update_time = cfs_rq_last_update_time(prev);
4095         n_last_update_time = cfs_rq_last_update_time(next);
4096
4097         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
4098         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
4099 }
4100
4101 /*
4102  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
4103  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
4104  * that for each group:
4105  *
4106  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
4107  *
4108  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
4109  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
4110  *
4111  * Per the above update_tg_cfs_util() and update_tg_cfs_runnable() are trivial
4112  * and simply copies the running/runnable sum over (but still wrong, because
4113  * the group entity and group rq do not have their PELT windows aligned).
4114  *
4115  * However, update_tg_cfs_load() is more complex. So we have:
4116  *
4117  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
4118  *
4119  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
4120  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
4121  *
4122  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
4123  *
4124  * And per (1) we have:
4125  *
4126  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
4127  *
4128  * Which gives:
4129  *
4130  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
4131  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
4132  *                               grq->load.weight
4133  *
4134  * Except that is wrong!
4135  *
4136  * Because while for entities historical weight is not important and we
4137  * really only care about our future and therefore can consider a pure
4138  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
4139  *
4140  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
4141  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
4142  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
4143  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
4144  *
4145  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
4146  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
4147  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
4148  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
4149  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
4150  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
4151  *
4152  * So we'll have to approximate.. :/
4153  *
4154  * Given the constraint:
4155  *
4156  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
4157  *
4158  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
4159  * overlap.
4160  *
4161  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
4162  *
4163  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
4164  *
4165  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
4166  *
4167  */
4168 static inline void
4169 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
4170 {
4171         long delta_sum, delta_avg = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
4172         u32 new_sum, divider;
4173
4174         /* Nothing to update */
4175         if (!delta_avg)
4176                 return;
4177
4178         /*
4179          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
4180          * See ___update_load_avg() for details.
4181          */
4182         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4183
4184
4185         /* Set new sched_entity's utilization */
4186         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
4187         new_sum = se->avg.util_avg * divider;
4188         delta_sum = (long)new_sum - (long)se->avg.util_sum;
4189         se->avg.util_sum = new_sum;
4190
4191         /* Update parent cfs_rq utilization */
4192         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta_avg);
4193         add_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, delta_sum);
4194
4195         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4196         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.util_sum,
4197                                           cfs_rq->avg.util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4198 }
4199
4200 static inline void
4201 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
4202 {
4203         long delta_sum, delta_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg - se->avg.runnable_avg;
4204         u32 new_sum, divider;
4205
4206         /* Nothing to update */
4207         if (!delta_avg)
4208                 return;
4209
4210         /*
4211          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
4212          * See ___update_load_avg() for details.
4213          */
4214         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4215
4216         /* Set new sched_entity's runnable */
4217         se->avg.runnable_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg;
4218         new_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
4219         delta_sum = (long)new_sum - (long)se->avg.runnable_sum;
4220         se->avg.runnable_sum = new_sum;
4221
4222         /* Update parent cfs_rq runnable */
4223         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, delta_avg);
4224         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, delta_sum);
4225         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4226         cfs_rq->avg.runnable_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.runnable_sum,
4227                                               cfs_rq->avg.runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4228 }
4229
4230 static inline void
4231 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
4232 {
4233         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
4234         unsigned long load_avg;
4235         u64 load_sum = 0;
4236         s64 delta_sum;
4237         u32 divider;
4238
4239         if (!runnable_sum)
4240                 return;
4241
4242         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
4243
4244         /*
4245          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
4246          * See ___update_load_avg() for details.
4247          */
4248         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4249
4250         if (runnable_sum >= 0) {
4251                 /*
4252                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
4253                  * the CPU is saturated running == runnable.
4254                  */
4255                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
4256                 runnable_sum = min_t(long, runnable_sum, divider);
4257         } else {
4258                 /*
4259                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
4260                  * assuming all tasks are equally runnable.
4261                  */
4262                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
4263                         load_sum = div_u64(gcfs_rq->avg.load_sum,
4264                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
4265                 }
4266
4267                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
4268                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
4269         }
4270
4271         /*
4272          * runnable_sum can't be lower than running_sum
4273          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
4274          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
4275          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
4276          */
4277         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4278         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
4279
4280         load_sum = se_weight(se) * runnable_sum;
4281         load_avg = div_u64(load_sum, divider);
4282
4283         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
4284         if (!delta_avg)
4285                 return;
4286
4287         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
4288
4289         se->avg.load_sum = runnable_sum;
4290         se->avg.load_avg = load_avg;
4291         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
4292         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
4293         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4294         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.load_sum,
4295                                           cfs_rq->avg.load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4296 }
4297
4298 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
4299 {
4300         cfs_rq->propagate = 1;
4301         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
4302 }
4303
4304 /* Update task and its cfs_rq load average */
4305 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4306 {
4307         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
4308
4309         if (entity_is_task(se))
4310                 return 0;
4311
4312         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
4313         if (!gcfs_rq->propagate)
4314                 return 0;
4315
4316         gcfs_rq->propagate = 0;
4317
4318         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4319
4320         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
4321
4322         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
4323         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
4324         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se, gcfs_rq);
4325
4326         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
4327         trace_pelt_se_tp(se);
4328
4329         return 1;
4330 }
4331
4332 /*
4333  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
4334  * group_entity:
4335  */
4336 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
4337 {
4338         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
4339
4340         /*
4341          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
4342          * decay it:
4343          */
4344         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
4345                 return false;
4346
4347         /*
4348          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
4349          * the utilization of the sched_entity:
4350          */
4351         if (gcfs_rq->propagate)
4352                 return false;
4353
4354         /*
4355          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
4356          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
4357          * waste of time to try to decay it:
4358          */
4359         return true;
4360 }
4361
4362 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
4363
4364 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4365
4366 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4367 {
4368         return 0;
4369 }
4370
4371 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
4372
4373 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
4374
4375 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4376 static inline void migrate_se_pelt_lag(struct sched_entity *se)
4377 {
4378         u64 throttled = 0, now, lut;
4379         struct cfs_rq *cfs_rq;
4380         struct rq *rq;
4381         bool is_idle;
4382
4383         if (load_avg_is_decayed(&se->avg))
4384                 return;
4385
4386         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4387         rq = rq_of(cfs_rq);
4388
4389         rcu_read_lock();
4390         is_idle = is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr));
4391         rcu_read_unlock();
4392
4393         /*
4394          * The lag estimation comes with a cost we don't want to pay all the
4395          * time. Hence, limiting to the case where the source CPU is idle and
4396          * we know we are at the greatest risk to have an outdated clock.
4397          */
4398         if (!is_idle)
4399                 return;
4400
4401         /*
4402          * Estimated "now" is: last_update_time + cfs_idle_lag + rq_idle_lag, where:
4403          *
4404          *   last_update_time (the cfs_rq's last_update_time)
4405          *      = cfs_rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
4406          *      = rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
4407          *        - cfs->throttled_clock_pelt_time@cfs_rq_idle
4408          *
4409          *   cfs_idle_lag (delta between rq's update and cfs_rq's update)
4410          *      = rq_clock_pelt()@rq_idle - rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
4411          *
4412          *   rq_idle_lag (delta between now and rq's update)
4413          *      = sched_clock_cpu() - rq_clock()@rq_idle
4414          *
4415          * We can then write:
4416          *
4417          *    now = rq_clock_pelt()@rq_idle - cfs->throttled_clock_pelt_time +
4418          *          sched_clock_cpu() - rq_clock()@rq_idle
4419          * Where:
4420          *      rq_clock_pelt()@rq_idle is rq->clock_pelt_idle
4421          *      rq_clock()@rq_idle      is rq->clock_idle
4422          *      cfs->throttled_clock_pelt_time@cfs_rq_idle
4423          *                              is cfs_rq->throttled_pelt_idle
4424          */
4425
4426 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4427         throttled = u64_u32_load(cfs_rq->throttled_pelt_idle);
4428         /* The clock has been stopped for throttling */
4429         if (throttled == U64_MAX)
4430                 return;
4431 #endif
4432         now = u64_u32_load(rq->clock_pelt_idle);
4433         /*
4434          * Paired with _update_idle_rq_clock_pelt(). It ensures at the worst case
4435          * is observed the old clock_pelt_idle value and the new clock_idle,
4436          * which lead to an underestimation. The opposite would lead to an
4437          * overestimation.
4438          */
4439         smp_rmb();
4440         lut = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
4441
4442         now -= throttled;
4443         if (now < lut)
4444                 /*
4445                  * cfs_rq->avg.last_update_time is more recent than our
4446                  * estimation, let's use it.
4447                  */
4448                 now = lut;
4449         else
4450                 now += sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - u64_u32_load(rq->clock_idle);
4451
4452         __update_load_avg_blocked_se(now, se);
4453 }
4454 #else
4455 static void migrate_se_pelt_lag(struct sched_entity *se) {}
4456 #endif
4457
4458 /**
4459  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
4460  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
4461  * @cfs_rq: cfs_rq to update
4462  *
4463  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
4464  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached.
4465  *
4466  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
4467  *
4468  * Return: true if the load decayed or we removed load.
4469  *
4470  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
4471  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
4472  */
4473 static inline int
4474 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
4475 {
4476         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable = 0;
4477         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
4478         int decayed = 0;
4479
4480         if (cfs_rq->removed.nr) {
4481                 unsigned long r;
4482                 u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4483
4484                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
4485                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
4486                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
4487                 swap(cfs_rq->removed.runnable_avg, removed_runnable);
4488                 cfs_rq->removed.nr = 0;
4489                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
4490
4491                 r = removed_load;
4492                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
4493                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
4494                 /* See sa->util_sum below */
4495                 sa->load_sum = max_t(u32, sa->load_sum, sa->load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4496
4497                 r = removed_util;
4498                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
4499                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
4500                 /*
4501                  * Because of rounding, se->util_sum might ends up being +1 more than
4502                  * cfs->util_sum. Although this is not a problem by itself, detaching
4503                  * a lot of tasks with the rounding problem between 2 updates of
4504                  * util_avg (~1ms) can make cfs->util_sum becoming null whereas
4505                  * cfs_util_avg is not.
4506                  * Check that util_sum is still above its lower bound for the new
4507                  * util_avg. Given that period_contrib might have moved since the last
4508                  * sync, we are only sure that util_sum must be above or equal to
4509                  *    util_avg * minimum possible divider
4510                  */
4511                 sa->util_sum = max_t(u32, sa->util_sum, sa->util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4512
4513                 r = removed_runnable;
4514                 sub_positive(&sa->runnable_avg, r);
4515                 sub_positive(&sa->runnable_sum, r * divider);
4516                 /* See sa->util_sum above */
4517                 sa->runnable_sum = max_t(u32, sa->runnable_sum,
4518                                               sa->runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4519
4520                 /*
4521                  * removed_runnable is the unweighted version of removed_load so we
4522                  * can use it to estimate removed_load_sum.
4523                  */
4524                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq,
4525                         -(long)(removed_runnable * divider) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT);
4526
4527                 decayed = 1;
4528         }
4529
4530         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
4531         u64_u32_store_copy(sa->last_update_time,
4532                            cfs_rq->last_update_time_copy,
4533                            sa->last_update_time);
4534         return decayed;
4535 }
4536
4537 /**
4538  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
4539  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
4540  * @se: sched_entity to attach
4541  *
4542  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
4543  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
4544  */
4545 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4546 {
4547         /*
4548          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
4549          * See ___update_load_avg() for details.
4550          */
4551         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
4552
4553         /*
4554          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
4555          * window because without that, really weird and wonderful things can
4556          * happen.
4557          *
4558          * XXX illustrate
4559          */
4560         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
4561         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
4562
4563         /*
4564          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
4565          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
4566          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
4567          * _sum a little.
4568          */
4569         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
4570
4571         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
4572
4573         se->avg.load_sum = se->avg.load_avg * divider;
4574         if (se_weight(se) < se->avg.load_sum)
4575                 se->avg.load_sum = div_u64(se->avg.load_sum, se_weight(se));
4576         else
4577                 se->avg.load_sum = 1;
4578
4579         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
4580         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
4581         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
4582         cfs_rq->avg.runnable_avg += se->avg.runnable_avg;
4583         cfs_rq->avg.runnable_sum += se->avg.runnable_sum;
4584
4585         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
4586
4587         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4588
4589         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
4590 }
4591
4592 /**
4593  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
4594  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
4595  * @se: sched_entity to detach
4596  *
4597  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
4598  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
4599  */
4600 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4601 {
4602         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
4603         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
4604         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
4605         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4606         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.util_sum,
4607                                           cfs_rq->avg.util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4608
4609         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, se->avg.runnable_avg);
4610         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, se->avg.runnable_sum);
4611         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
4612         cfs_rq->avg.runnable_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.runnable_sum,
4613                                               cfs_rq->avg.runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
4614
4615         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
4616
4617         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4618
4619         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
4620 }
4621
4622 /*
4623  * Optional action to be done while updating the load average
4624  */
4625 #define UPDATE_TG       0x1
4626 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
4627 #define DO_ATTACH       0x4
4628 #define DO_DETACH       0x8
4629
4630 /* Update task and its cfs_rq load average */
4631 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4632 {
4633         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
4634         int decayed;
4635
4636         /*
4637          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
4638          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
4639          */
4640         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
4641                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
4642
4643         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
4644         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
4645
4646         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
4647
4648                 /*
4649                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
4650                  * !last_update_time means we've passed through
4651                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
4652                  *
4653                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
4654                  */
4655                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
4656                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
4657
4658         } else if (flags & DO_DETACH) {
4659                 /*
4660                  * DO_DETACH means we're here from dequeue_entity()
4661                  * and we are migrating task out of the CPU.
4662                  */
4663                 detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
4664                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
4665         } else if (decayed) {
4666                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4667
4668                 if (flags & UPDATE_TG)
4669                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
4670         }
4671 }
4672
4673 /*
4674  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
4675  * the previous rq.
4676  */
4677 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4678 {
4679         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4680         u64 last_update_time;
4681
4682         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
4683         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
4684 }
4685
4686 /*
4687  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
4688  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
4689  */
4690 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4691 {
4692         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4693         unsigned long flags;
4694
4695         /*
4696          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
4697          * enqueue_task_fair() which will have added things to the cfs_rq,
4698          * so we can remove unconditionally.
4699          */
4700
4701         sync_entity_load_avg(se);
4702
4703         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
4704         ++cfs_rq->removed.nr;
4705         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
4706         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
4707         cfs_rq->removed.runnable_avg    += se->avg.runnable_avg;
4708         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
4709 }
4710
4711 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4712 {
4713         return cfs_rq->avg.runnable_avg;
4714 }
4715
4716 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4717 {
4718         return cfs_rq->avg.load_avg;
4719 }
4720
4721 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
4722
4723 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
4724 {
4725         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
4726 }
4727
4728 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
4729 {
4730         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
4731
4732         return max(ue.ewma, (ue.enqueued & ~UTIL_AVG_UNCHANGED));
4733 }
4734
4735 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
4736 {
4737         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
4738 }
4739
4740 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
4741                                     struct task_struct *p)
4742 {
4743         unsigned int enqueued;
4744
4745         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4746                 return;
4747
4748         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
4749         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
4750         enqueued += _task_util_est(p);
4751         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
4752
4753         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4754 }
4755
4756 static inline void util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq,
4757                                     struct task_struct *p)
4758 {
4759         unsigned int enqueued;
4760
4761         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4762                 return;
4763
4764         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
4765         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
4766         enqueued -= min_t(unsigned int, enqueued, _task_util_est(p));
4767         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
4768
4769         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4770 }
4771
4772 #define UTIL_EST_MARGIN (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)
4773
4774 /*
4775  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
4776  * based on the observation that:
4777  *
4778  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
4779  *
4780  * NOTE: this only works when value + margin < INT_MAX.
4781  */
4782 static inline bool within_margin(int value, int margin)
4783 {
4784         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
4785 }
4786
4787 static inline void util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq,
4788                                    struct task_struct *p,
4789                                    bool task_sleep)
4790 {
4791         long last_ewma_diff, last_enqueued_diff;
4792         struct util_est ue;
4793
4794         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4795                 return;
4796
4797         /*
4798          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
4799          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
4800          */
4801         if (!task_sleep)
4802                 return;
4803
4804         /*
4805          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
4806          * skip the util_est update.
4807          */
4808         ue = p->se.avg.util_est;
4809         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
4810                 return;
4811
4812         last_enqueued_diff = ue.enqueued;
4813
4814         /*
4815          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
4816          * to smooth utilization decreases.
4817          */
4818         ue.enqueued = task_util(p);
4819         if (sched_feat(UTIL_EST_FASTUP)) {
4820                 if (ue.ewma < ue.enqueued) {
4821                         ue.ewma = ue.enqueued;
4822                         goto done;
4823                 }
4824         }
4825
4826         /*
4827          * Skip update of task's estimated utilization when its members are
4828          * already ~1% close to its last activation value.
4829          */
4830         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
4831         last_enqueued_diff -= ue.enqueued;
4832         if (within_margin(last_ewma_diff, UTIL_EST_MARGIN)) {
4833                 if (!within_margin(last_enqueued_diff, UTIL_EST_MARGIN))
4834                         goto done;
4835
4836                 return;
4837         }
4838
4839         /*
4840          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
4841          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
4842          */
4843         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu_of(rq_of(cfs_rq))))
4844                 return;
4845
4846         /*
4847          * Update Task's estimated utilization
4848          *
4849          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
4850          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
4851          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
4852          * Weighted Moving Average (EWMA):
4853          *
4854          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
4855          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
4856          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
4857          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
4858          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
4859          *
4860          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
4861          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
4862          */
4863         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4864         ue.ewma  += last_ewma_diff;
4865         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4866 done:
4867         ue.enqueued |= UTIL_AVG_UNCHANGED;
4868         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
4869
4870         trace_sched_util_est_se_tp(&p->se);
4871 }
4872
4873 static inline int util_fits_cpu(unsigned long util,
4874                                 unsigned long uclamp_min,
4875                                 unsigned long uclamp_max,
4876                                 int cpu)
4877 {
4878         unsigned long capacity_orig, capacity_orig_thermal;
4879         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
4880         bool fits, uclamp_max_fits;
4881
4882         /*
4883          * Check if the real util fits without any uclamp boost/cap applied.
4884          */
4885         fits = fits_capacity(util, capacity);
4886
4887         if (!uclamp_is_used())
4888                 return fits;
4889
4890         /*
4891          * We must use capacity_orig_of() for comparing against uclamp_min and
4892          * uclamp_max. We only care about capacity pressure (by using
4893          * capacity_of()) for comparing against the real util.
4894          *
4895          * If a task is boosted to 1024 for example, we don't want a tiny
4896          * pressure to skew the check whether it fits a CPU or not.
4897          *
4898          * Similarly if a task is capped to capacity_orig_of(little_cpu), it
4899          * should fit a little cpu even if there's some pressure.
4900          *
4901          * Only exception is for thermal pressure since it has a direct impact
4902          * on available OPP of the system.
4903          *
4904          * We honour it for uclamp_min only as a drop in performance level
4905          * could result in not getting the requested minimum performance level.
4906          *
4907          * For uclamp_max, we can tolerate a drop in performance level as the
4908          * goal is to cap the task. So it's okay if it's getting less.
4909          */
4910         capacity_orig = capacity_orig_of(cpu);
4911         capacity_orig_thermal = capacity_orig - arch_scale_thermal_pressure(cpu);
4912
4913         /*
4914          * We want to force a task to fit a cpu as implied by uclamp_max.
4915          * But we do have some corner cases to cater for..
4916          *
4917          *
4918          *                                 C=z
4919          *   |                             ___
4920          *   |                  C=y       |   |
4921          *   |_ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ _ _ _ | _ | _ _ _ _ _  uclamp_max
4922          *   |      C=x        |   |      |   |
4923          *   |      ___        |   |      |   |
4924          *   |     |   |       |   |      |   |    (util somewhere in this region)
4925          *   |     |   |       |   |      |   |
4926          *   |     |   |       |   |      |   |
4927          *   +----------------------------------------
4928          *         cpu0        cpu1       cpu2
4929          *
4930          *   In the above example if a task is capped to a specific performance
4931          *   point, y, then when:
4932          *
4933          *   * util = 80% of x then it does not fit on cpu0 and should migrate
4934          *     to cpu1
4935          *   * util = 80% of y then it is forced to fit on cpu1 to honour
4936          *     uclamp_max request.
4937          *
4938          *   which is what we're enforcing here. A task always fits if
4939          *   uclamp_max <= capacity_orig. But when uclamp_max > capacity_orig,
4940          *   the normal upmigration rules should withhold still.
4941          *
4942          *   Only exception is when we are on max capacity, then we need to be
4943          *   careful not to block overutilized state. This is so because:
4944          *
4945          *     1. There's no concept of capping at max_capacity! We can't go
4946          *        beyond this performance level anyway.
4947          *     2. The system is being saturated when we're operating near
4948          *        max capacity, it doesn't make sense to block overutilized.
4949          */
4950         uclamp_max_fits = (capacity_orig == SCHED_CAPACITY_SCALE) && (uclamp_max == SCHED_CAPACITY_SCALE);
4951         uclamp_max_fits = !uclamp_max_fits && (uclamp_max <= capacity_orig);
4952         fits = fits || uclamp_max_fits;
4953
4954         /*
4955          *
4956          *                                 C=z
4957          *   |                             ___       (region a, capped, util >= uclamp_max)
4958          *   |                  C=y       |   |
4959          *   |_ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ _ _ _ | _ | _ _ _ _ _ uclamp_max
4960          *   |      C=x        |   |      |   |
4961          *   |      ___        |   |      |   |      (region b, uclamp_min <= util <= uclamp_max)
4962          *   |_ _ _|_ _|_ _ _ _| _ | _ _ _| _ | _ _ _ _ _ uclamp_min
4963          *   |     |   |       |   |      |   |
4964          *   |     |   |       |   |      |   |      (region c, boosted, util < uclamp_min)
4965          *   +----------------------------------------
4966          *         cpu0        cpu1       cpu2
4967          *
4968          * a) If util > uclamp_max, then we're capped, we don't care about
4969          *    actual fitness value here. We only care if uclamp_max fits
4970          *    capacity without taking margin/pressure into account.
4971          *    See comment above.
4972          *
4973          * b) If uclamp_min <= util <= uclamp_max, then the normal
4974          *    fits_capacity() rules apply. Except we need to ensure that we
4975          *    enforce we remain within uclamp_max, see comment above.
4976          *
4977          * c) If util < uclamp_min, then we are boosted. Same as (b) but we
4978          *    need to take into account the boosted value fits the CPU without
4979          *    taking margin/pressure into account.
4980          *
4981          * Cases (a) and (b) are handled in the 'fits' variable already. We
4982          * just need to consider an extra check for case (c) after ensuring we
4983          * handle the case uclamp_min > uclamp_max.
4984          */
4985         uclamp_min = min(uclamp_min, uclamp_max);
4986         if (fits && (util < uclamp_min) && (uclamp_min > capacity_orig_thermal))
4987                 return -1;
4988
4989         return fits;
4990 }
4991
4992 static inline int task_fits_cpu(struct task_struct *p, int cpu)
4993 {
4994         unsigned long uclamp_min = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN);
4995         unsigned long uclamp_max = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX);
4996         unsigned long util = task_util_est(p);
4997         /*
4998          * Return true only if the cpu fully fits the task requirements, which
4999          * include the utilization but also the performance hints.
5000          */
5001         return (util_fits_cpu(util, uclamp_min, uclamp_max, cpu) > 0);
5002 }
5003
5004 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
5005 {
5006         if (!sched_asym_cpucap_active())
5007                 return;
5008
5009         if (!p || p->nr_cpus_allowed == 1) {
5010                 rq->misfit_task_load = 0;
5011                 return;
5012         }
5013
5014         if (task_fits_cpu(p, cpu_of(rq))) {
5015                 rq->misfit_task_load = 0;
5016                 return;
5017         }
5018
5019         /*
5020          * Make sure that misfit_task_load will not be null even if
5021          * task_h_load() returns 0.
5022          */
5023         rq->misfit_task_load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
5024 }
5025
5026 #else /* CONFIG_SMP */
5027
5028 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
5029 {
5030         return !cfs_rq->nr_running;
5031 }
5032
5033 #define UPDATE_TG       0x0
5034 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
5035 #define DO_ATTACH       0x0
5036 #define DO_DETACH       0x0
5037
5038 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
5039 {
5040         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
5041 }
5042
5043 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
5044
5045 static inline void
5046 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
5047 static inline void
5048 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
5049
5050 static inline int newidle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
5051 {
5052         return 0;
5053 }
5054
5055 static inline void
5056 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
5057
5058 static inline void
5059 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
5060
5061 static inline void
5062 util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
5063                 bool task_sleep) {}
5064 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
5065
5066 #endif /* CONFIG_SMP */
5067
5068 static void
5069 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
5070 {
5071         u64 vslice, vruntime = avg_vruntime(cfs_rq);
5072         s64 lag = 0;
5073
5074         se->slice = sysctl_sched_base_slice;
5075         vslice = calc_delta_fair(se->slice, se);
5076
5077         /*
5078          * Due to how V is constructed as the weighted average of entities,
5079          * adding tasks with positive lag, or removing tasks with negative lag
5080          * will move 'time' backwards, this can screw around with the lag of
5081          * other tasks.
5082          *
5083          * EEVDF: placement strategy #1 / #2
5084          */
5085         if (sched_feat(PLACE_LAG) && cfs_rq->nr_running) {
5086                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
5087                 unsigned long load;
5088
5089                 lag = se->vlag;
5090
5091                 /*
5092                  * If we want to place a task and preserve lag, we have to
5093                  * consider the effect of the new entity on the weighted
5094                  * average and compensate for this, otherwise lag can quickly
5095                  * evaporate.
5096                  *
5097                  * Lag is defined as:
5098                  *
5099                  *   lag_i = S - s_i = w_i * (V - v_i)
5100                  *
5101                  * To avoid the 'w_i' term all over the place, we only track
5102                  * the virtual lag:
5103                  *
5104                  *   vl_i = V - v_i <=> v_i = V - vl_i
5105                  *
5106                  * And we take V to be the weighted average of all v:
5107                  *
5108                  *   V = (\Sum w_j*v_j) / W
5109                  *
5110                  * Where W is: \Sum w_j
5111                  *
5112                  * Then, the weighted average after adding an entity with lag
5113                  * vl_i is given by:
5114                  *
5115                  *   V' = (\Sum w_j*v_j + w_i*v_i) / (W + w_i)
5116                  *      = (W*V + w_i*(V - vl_i)) / (W + w_i)
5117                  *      = (W*V + w_i*V - w_i*vl_i) / (W + w_i)
5118                  *      = (V*(W + w_i) - w_i*l) / (W + w_i)
5119                  *      = V - w_i*vl_i / (W + w_i)
5120                  *
5121                  * And the actual lag after adding an entity with vl_i is:
5122                  *
5123                  *   vl'_i = V' - v_i
5124                  *         = V - w_i*vl_i / (W + w_i) - (V - vl_i)
5125                  *         = vl_i - w_i*vl_i / (W + w_i)
5126                  *
5127                  * Which is strictly less than vl_i. So in order to preserve lag
5128                  * we should inflate the lag before placement such that the
5129                  * effective lag after placement comes out right.
5130                  *
5131                  * As such, invert the above relation for vl'_i to get the vl_i
5132                  * we need to use such that the lag after placement is the lag
5133                  * we computed before dequeue.
5134                  *
5135                  *   vl'_i = vl_i - w_i*vl_i / (W + w_i)
5136                  *         = ((W + w_i)*vl_i - w_i*vl_i) / (W + w_i)
5137                  *
5138                  *   (W + w_i)*vl'_i = (W + w_i)*vl_i - w_i*vl_i
5139                  *                   = W*vl_i
5140                  *
5141                  *   vl_i = (W + w_i)*vl'_i / W
5142                  */
5143                 load = cfs_rq->avg_load;
5144                 if (curr && curr->on_rq)
5145                         load += scale_load_down(curr->load.weight);
5146
5147                 lag *= load + scale_load_down(se->load.weight);
5148                 if (WARN_ON_ONCE(!load))
5149                         load = 1;
5150                 lag = div_s64(lag, load);
5151         }
5152
5153         se->vruntime = vruntime - lag;
5154
5155         /*
5156          * When joining the competition; the exisiting tasks will be,
5157          * on average, halfway through their slice, as such start tasks
5158          * off with half a slice to ease into the competition.
5159          */
5160         if (sched_feat(PLACE_DEADLINE_INITIAL) && (flags & ENQUEUE_INITIAL))
5161                 vslice /= 2;
5162
5163         /*
5164          * EEVDF: vd_i = ve_i + r_i/w_i
5165          */
5166         se->deadline = se->vruntime + vslice;
5167 }
5168
5169 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
5170 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq);
5171
5172 static inline bool cfs_bandwidth_used(void);
5173
5174 static void
5175 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
5176 {
5177         bool curr = cfs_rq->curr == se;
5178
5179         /*
5180          * If we're the current task, we must renormalise before calling
5181          * update_curr().
5182          */
5183         if (curr)
5184                 place_entity(cfs_rq, se, flags);
5185
5186         update_curr(cfs_rq);
5187
5188         /*
5189          * When enqueuing a sched_entity, we must:
5190          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
5191          *   - For group_entity, update its runnable_weight to reflect the new
5192          *     h_nr_running of its group cfs_rq.
5193          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
5194          *     its group cfs_rq
5195          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
5196          */
5197         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
5198         se_update_runnable(se);
5199         /*
5200          * XXX update_load_avg() above will have attached us to the pelt sum;
5201          * but update_cfs_group() here will re-adjust the weight and have to
5202          * undo/redo all that. Seems wasteful.
5203          */
5204         update_cfs_group(se);
5205
5206         /*
5207          * XXX now that the entity has been re-weighted, and it's lag adjusted,
5208          * we can place the entity.
5209          */
5210         if (!curr)
5211                 place_entity(cfs_rq, se, flags);
5212
5213         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
5214
5215         /* Entity has migrated, no longer consider this task hot */
5216         if (flags & ENQUEUE_MIGRATED)
5217                 se->exec_start = 0;
5218
5219         check_schedstat_required();
5220         update_stats_enqueue_fair(cfs_rq, se, flags);
5221         if (!curr)
5222                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
5223         se->on_rq = 1;
5224
5225         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
5226                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
5227                 if (!throttled_hierarchy(cfs_rq)) {
5228                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5229                 } else {
5230 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
5231                         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5232
5233                         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq) && !cfs_rq->throttled_clock)
5234                                 cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
5235                         if (!cfs_rq->throttled_clock_self)
5236                                 cfs_rq->throttled_clock_self = rq_clock(rq);
5237 #endif
5238                 }
5239         }
5240 }
5241
5242 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
5243 {
5244         for_each_sched_entity(se) {
5245                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5246                 if (cfs_rq->next != se)
5247                         break;
5248
5249                 cfs_rq->next = NULL;
5250         }
5251 }
5252
5253 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
5254 {
5255         if (cfs_rq->next == se)
5256                 __clear_buddies_next(se);
5257 }
5258
5259 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
5260
5261 static void
5262 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
5263 {
5264         int action = UPDATE_TG;
5265
5266         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)))
5267                 action |= DO_DETACH;
5268
5269         /*
5270          * Update run-time statistics of the 'current'.
5271          */
5272         update_curr(cfs_rq);
5273
5274         /*
5275          * When dequeuing a sched_entity, we must:
5276          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
5277          *   - For group_entity, update its runnable_weight to reflect the new
5278          *     h_nr_running of its group cfs_rq.
5279          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
5280          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
5281          *     of its group cfs_rq.
5282          */
5283         update_load_avg(cfs_rq, se, action);
5284         se_update_runnable(se);
5285
5286         update_stats_dequeue_fair(cfs_rq, se, flags);
5287
5288         clear_buddies(cfs_rq, se);
5289
5290         update_entity_lag(cfs_rq, se);
5291         if (se != cfs_rq->curr)
5292                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
5293         se->on_rq = 0;
5294         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
5295
5296         /* return excess runtime on last dequeue */
5297         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5298
5299         update_cfs_group(se);
5300
5301         /*
5302          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
5303          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
5304          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
5305          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
5306          */
5307         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
5308                 update_min_vruntime(cfs_rq);
5309
5310         if (cfs_rq->nr_running == 0)
5311                 update_idle_cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
5312 }
5313
5314 static void
5315 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
5316 {
5317         clear_buddies(cfs_rq, se);
5318
5319         /* 'current' is not kept within the tree. */
5320         if (se->on_rq) {
5321                 /*
5322                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
5323                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
5324                  * runqueue.
5325                  */
5326                 update_stats_wait_end_fair(cfs_rq, se);
5327                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
5328                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5329                 /*
5330                  * HACK, stash a copy of deadline at the point of pick in vlag,
5331                  * which isn't used until dequeue.
5332                  */
5333                 se->vlag = se->deadline;
5334         }
5335
5336         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
5337         cfs_rq->curr = se;
5338
5339         /*
5340          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
5341          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
5342          * when there are only lesser-weight tasks around):
5343          */
5344         if (schedstat_enabled() &&
5345             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
5346                 struct sched_statistics *stats;
5347
5348                 stats = __schedstats_from_se(se);
5349                 __schedstat_set(stats->slice_max,
5350                                 max((u64)stats->slice_max,
5351                                     se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
5352         }
5353
5354         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
5355 }
5356
5357 /*
5358  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
5359  * 1) keep things fair between processes/task groups
5360  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
5361  * 3) pick the "last" process, for cache locality
5362  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
5363  */
5364 static struct sched_entity *
5365 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
5366 {
5367         /*
5368          * Enabling NEXT_BUDDY will affect latency but not fairness.
5369          */
5370         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) &&
5371             cfs_rq->next && entity_eligible(cfs_rq, cfs_rq->next))
5372                 return cfs_rq->next;
5373
5374         return pick_eevdf(cfs_rq);
5375 }
5376
5377 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
5378
5379 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
5380 {
5381         /*
5382          * If still on the runqueue then deactivate_task()
5383          * was not called and update_curr() has to be done:
5384          */
5385         if (prev->on_rq)
5386                 update_curr(cfs_rq);
5387
5388         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
5389         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5390
5391         if (prev->on_rq) {
5392                 update_stats_wait_start_fair(cfs_rq, prev);
5393                 /* Put 'current' back into the tree. */
5394                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
5395                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
5396                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
5397         }
5398         cfs_rq->curr = NULL;
5399 }
5400
5401 static void
5402 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
5403 {
5404         /*
5405          * Update run-time statistics of the 'current'.
5406          */
5407         update_curr(cfs_rq);
5408
5409         /*
5410          * Ensure that runnable average is periodically updated.
5411          */
5412         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
5413         update_cfs_group(curr);
5414
5415 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5416         /*
5417          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
5418          * validating it and just reschedule.
5419          */
5420         if (queued) {
5421                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
5422                 return;
5423         }
5424         /*
5425          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
5426          */
5427         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
5428                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
5429                 return;
5430 #endif
5431 }
5432
5433
5434 /**************************************************
5435  * CFS bandwidth control machinery
5436  */
5437
5438 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
5439
5440 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
5441 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
5442
5443 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5444 {
5445         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
5446 }
5447
5448 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
5449 {
5450         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
5451 }
5452
5453 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
5454 {
5455         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
5456 }
5457 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
5458 static bool cfs_bandwidth_used(void)
5459 {
5460         return true;
5461 }
5462
5463 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
5464 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
5465 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
5466
5467 /*
5468  * default period for cfs group bandwidth.
5469  * default: 0.1s, units: nanoseconds
5470  */
5471 static inline u64 default_cfs_period(void)
5472 {
5473         return 100000000ULL;
5474 }
5475
5476 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
5477 {
5478         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
5479 }
5480
5481 /*
5482  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
5483  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
5484  * around rq->lock.
5485  *
5486  * requires cfs_b->lock
5487  */
5488 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5489 {
5490         s64 runtime;
5491
5492         if (unlikely(cfs_b->quota == RUNTIME_INF))
5493                 return;
5494
5495         cfs_b->runtime += cfs_b->quota;
5496         runtime = cfs_b->runtime_snap - cfs_b->runtime;
5497         if (runtime > 0) {
5498                 cfs_b->burst_time += runtime;
5499                 cfs_b->nr_burst++;
5500         }
5501
5502         cfs_b->runtime = min(cfs_b->runtime, cfs_b->quota + cfs_b->burst);
5503         cfs_b->runtime_snap = cfs_b->runtime;
5504 }
5505
5506 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5507 {
5508         return &tg->cfs_bandwidth;
5509 }
5510
5511 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
5512 static int __assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
5513                                    struct cfs_rq *cfs_rq, u64 target_runtime)
5514 {
5515         u64 min_amount, amount = 0;
5516
5517         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5518
5519         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
5520         min_amount = target_runtime - cfs_rq->runtime_remaining;
5521
5522         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
5523                 amount = min_amount;
5524         else {
5525                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
5526
5527                 if (cfs_b->runtime > 0) {
5528                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
5529                         cfs_b->runtime -= amount;
5530                         cfs_b->idle = 0;
5531                 }
5532         }
5533
5534         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
5535
5536         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
5537 }
5538
5539 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
5540 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5541 {
5542         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5543         int ret;
5544
5545         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5546         ret = __assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, sched_cfs_bandwidth_slice());
5547         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5548
5549         return ret;
5550 }
5551
5552 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
5553 {
5554         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
5555         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
5556
5557         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
5558                 return;
5559
5560         if (cfs_rq->throttled)
5561                 return;
5562         /*
5563          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
5564          * hierarchy can be throttled
5565          */
5566         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
5567                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
5568 }
5569
5570 static __always_inline
5571 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
5572 {
5573         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
5574                 return;
5575
5576         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
5577 }
5578
5579 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5580 {
5581         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
5582 }
5583
5584 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
5585 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5586 {
5587         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
5588 }
5589
5590 /*
5591  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
5592  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
5593  * load-balance operations.
5594  */
5595 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5596                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5597 {
5598         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
5599
5600         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
5601         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
5602
5603         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
5604                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
5605 }
5606
5607 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
5608 {
5609         struct rq *rq = data;
5610         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5611
5612         cfs_rq->throttle_count--;
5613         if (!cfs_rq->throttle_count) {
5614                 cfs_rq->throttled_clock_pelt_time += rq_clock_pelt(rq) -
5615                                              cfs_rq->throttled_clock_pelt;
5616
5617                 /* Add cfs_rq with load or one or more already running entities to the list */
5618                 if (!cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
5619                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5620
5621                 if (cfs_rq->throttled_clock_self) {
5622                         u64 delta = rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock_self;
5623
5624                         cfs_rq->throttled_clock_self = 0;
5625
5626                         if (SCHED_WARN_ON((s64)delta < 0))
5627                                 delta = 0;
5628
5629                         cfs_rq->throttled_clock_self_time += delta;
5630                 }
5631         }
5632
5633         return 0;
5634 }
5635
5636 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
5637 {
5638         struct rq *rq = data;
5639         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5640
5641         /* group is entering throttled state, stop time */
5642         if (!cfs_rq->throttle_count) {
5643                 cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(rq);
5644                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5645
5646                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->throttled_clock_self);
5647                 if (cfs_rq->nr_running)
5648                         cfs_rq->throttled_clock_self = rq_clock(rq);
5649         }
5650         cfs_rq->throttle_count++;
5651
5652         return 0;
5653 }
5654
5655 static bool throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5656 {
5657         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5658         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5659         struct sched_entity *se;
5660         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
5661
5662         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5663         /* This will start the period timer if necessary */
5664         if (__assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, 1)) {
5665                 /*
5666                  * We have raced with bandwidth becoming available, and if we
5667                  * actually throttled the timer might not unthrottle us for an
5668                  * entire period. We additionally needed to make sure that any
5669                  * subsequent check_cfs_rq_runtime calls agree not to throttle
5670                  * us, as we may commit to do cfs put_prev+pick_next, so we ask
5671                  * for 1ns of runtime rather than just check cfs_b.
5672                  */
5673                 dequeue = 0;
5674         } else {
5675                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list,
5676                                   &cfs_b->throttled_cfs_rq);
5677         }
5678         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5679
5680         if (!dequeue)
5681                 return false;  /* Throttle no longer required. */
5682
5683         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
5684
5685         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
5686         rcu_read_lock();
5687         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
5688         rcu_read_unlock();
5689
5690         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5691         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
5692         for_each_sched_entity(se) {
5693                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5694                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
5695                 if (!se->on_rq)
5696                         goto done;
5697
5698                 dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
5699
5700                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5701                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5702
5703                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
5704                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
5705
5706                 if (qcfs_rq->load.weight) {
5707                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5708                         se = parent_entity(se);
5709                         break;
5710                 }
5711         }
5712
5713         for_each_sched_entity(se) {
5714                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5715                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
5716                 if (!se->on_rq)
5717                         goto done;
5718
5719                 update_load_avg(qcfs_rq, se, 0);
5720                 se_update_runnable(se);
5721
5722                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5723                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5724
5725                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
5726                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
5727         }
5728
5729         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5730         sub_nr_running(rq, task_delta);
5731
5732 done:
5733         /*
5734          * Note: distribution will already see us throttled via the
5735          * throttled-list.  rq->lock protects completion.
5736          */
5737         cfs_rq->throttled = 1;
5738         SCHED_WARN_ON(cfs_rq->throttled_clock);
5739         if (cfs_rq->nr_running)
5740                 cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
5741         return true;
5742 }
5743
5744 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5745 {
5746         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5747         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5748         struct sched_entity *se;
5749         long task_delta, idle_task_delta;
5750
5751         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5752
5753         cfs_rq->throttled = 0;
5754
5755         update_rq_clock(rq);
5756
5757         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5758         if (cfs_rq->throttled_clock) {
5759                 cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
5760                 cfs_rq->throttled_clock = 0;
5761         }
5762         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
5763         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5764
5765         /* update hierarchical throttle state */
5766         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
5767
5768         if (!cfs_rq->load.weight) {
5769                 if (!cfs_rq->on_list)
5770                         return;
5771                 /*
5772                  * Nothing to run but something to decay (on_list)?
5773                  * Complete the branch.
5774                  */
5775                 for_each_sched_entity(se) {
5776                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq_of(se)))
5777                                 break;
5778                 }
5779                 goto unthrottle_throttle;
5780         }
5781
5782         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5783         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
5784         for_each_sched_entity(se) {
5785                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5786
5787                 if (se->on_rq)
5788                         break;
5789                 enqueue_entity(qcfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
5790
5791                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5792                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5793
5794                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
5795                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
5796
5797                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5798                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
5799                         goto unthrottle_throttle;
5800         }
5801
5802         for_each_sched_entity(se) {
5803                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5804
5805                 update_load_avg(qcfs_rq, se, UPDATE_TG);
5806                 se_update_runnable(se);
5807
5808                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5809                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5810
5811                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
5812                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
5813
5814                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5815                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
5816                         goto unthrottle_throttle;
5817         }
5818
5819         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5820         add_nr_running(rq, task_delta);
5821
5822 unthrottle_throttle:
5823         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5824
5825         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
5826         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
5827                 resched_curr(rq);
5828 }
5829
5830 #ifdef CONFIG_SMP
5831 static void __cfsb_csd_unthrottle(void *arg)
5832 {
5833         struct cfs_rq *cursor, *tmp;
5834         struct rq *rq = arg;
5835         struct rq_flags rf;
5836
5837         rq_lock(rq, &rf);
5838
5839         /*
5840          * Iterating over the list can trigger several call to
5841          * update_rq_clock() in unthrottle_cfs_rq().
5842          * Do it once and skip the potential next ones.
5843          */
5844         update_rq_clock(rq);
5845         rq_clock_start_loop_update(rq);
5846
5847         /*
5848          * Since we hold rq lock we're safe from concurrent manipulation of
5849          * the CSD list. However, this RCU critical section annotates the
5850          * fact that we pair with sched_free_group_rcu(), so that we cannot
5851          * race with group being freed in the window between removing it
5852          * from the list and advancing to the next entry in the list.
5853          */
5854         rcu_read_lock();
5855
5856         list_for_each_entry_safe(cursor, tmp, &rq->cfsb_csd_list,
5857                                  throttled_csd_list) {
5858                 list_del_init(&cursor->throttled_csd_list);
5859
5860                 if (cfs_rq_throttled(cursor))
5861                         unthrottle_cfs_rq(cursor);
5862         }
5863
5864         rcu_read_unlock();
5865
5866         rq_clock_stop_loop_update(rq);
5867         rq_unlock(rq, &rf);
5868 }
5869
5870 static inline void __unthrottle_cfs_rq_async(struct cfs_rq *cfs_rq)
5871 {
5872         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5873         bool first;
5874
5875         if (rq == this_rq()) {
5876                 unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5877                 return;
5878         }
5879
5880         /* Already enqueued */
5881         if (SCHED_WARN_ON(!list_empty(&cfs_rq->throttled_csd_list)))
5882                 return;
5883
5884         first = list_empty(&rq->cfsb_csd_list);
5885         list_add_tail(&cfs_rq->throttled_csd_list, &rq->cfsb_csd_list);
5886         if (first)
5887                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->cfsb_csd);
5888 }
5889 #else
5890 static inline void __unthrottle_cfs_rq_async(struct cfs_rq *cfs_rq)
5891 {
5892         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5893 }
5894 #endif
5895
5896 static void unthrottle_cfs_rq_async(struct cfs_rq *cfs_rq)
5897 {
5898         lockdep_assert_rq_held(rq_of(cfs_rq));
5899
5900         if (SCHED_WARN_ON(!cfs_rq_throttled(cfs_rq) ||
5901             cfs_rq->runtime_remaining <= 0))
5902                 return;
5903
5904         __unthrottle_cfs_rq_async(cfs_rq);
5905 }
5906
5907 static bool distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5908 {
5909         struct cfs_rq *local_unthrottle = NULL;
5910         int this_cpu = smp_processor_id();
5911         u64 runtime, remaining = 1;
5912         bool throttled = false;
5913         struct cfs_rq *cfs_rq;
5914         struct rq_flags rf;
5915         struct rq *rq;
5916
5917         rcu_read_lock();
5918         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
5919                                 throttled_list) {
5920                 rq = rq_of(cfs_rq);
5921
5922                 if (!remaining) {
5923                         throttled = true;
5924                         break;
5925                 }
5926
5927                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5928                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5929                         goto next;
5930
5931 #ifdef CONFIG_SMP
5932                 /* Already queued for async unthrottle */
5933                 if (!list_empty(&cfs_rq->throttled_csd_list))
5934                         goto next;
5935 #endif
5936
5937                 /* By the above checks, this should never be true */
5938                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
5939
5940                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5941                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
5942                 if (runtime > cfs_b->runtime)
5943                         runtime = cfs_b->runtime;
5944                 cfs_b->runtime -= runtime;
5945                 remaining = cfs_b->runtime;
5946                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5947
5948                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
5949
5950                 /* we check whether we're throttled above */
5951                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0) {
5952                         if (cpu_of(rq) != this_cpu ||
5953                             SCHED_WARN_ON(local_unthrottle))
5954                                 unthrottle_cfs_rq_async(cfs_rq);
5955                         else
5956                                 local_unthrottle = cfs_rq;
5957                 } else {
5958                         throttled = true;
5959                 }
5960
5961 next:
5962                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5963         }
5964         rcu_read_unlock();
5965
5966         if (local_unthrottle) {
5967                 rq = cpu_rq(this_cpu);
5968                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5969                 if (cfs_rq_throttled(local_unthrottle))
5970                         unthrottle_cfs_rq(local_unthrottle);
5971                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5972         }
5973
5974         return throttled;
5975 }
5976
5977 /*
5978  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
5979  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
5980  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
5981  * used to track this state.
5982  */
5983 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
5984 {
5985         int throttled;
5986
5987         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
5988         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
5989                 goto out_deactivate;
5990
5991         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5992         cfs_b->nr_periods += overrun;
5993
5994         /* Refill extra burst quota even if cfs_b->idle */
5995         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
5996
5997         /*
5998          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
5999          * we're going inactive then everything else can be deferred
6000          */
6001         if (cfs_b->idle && !throttled)
6002                 goto out_deactivate;
6003
6004         if (!throttled) {
6005                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
6006                 cfs_b->idle = 1;
6007                 return 0;
6008         }
6009
6010         /* account preceding periods in which throttling occurred */
6011         cfs_b->nr_throttled += overrun;
6012
6013         /*
6014          * This check is repeated as we release cfs_b->lock while we unthrottle.
6015          */
6016         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
6017                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
6018                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
6019                 throttled = distribute_cfs_runtime(cfs_b);
6020                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
6021         }
6022
6023         /*
6024          * While we are ensured activity in the period following an
6025          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
6026          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
6027          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
6028          */
6029         cfs_b->idle = 0;
6030
6031         return 0;
6032
6033 out_deactivate:
6034         return 1;
6035 }
6036
6037 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
6038 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
6039 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
6040 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
6041 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
6042 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
6043
6044 /*
6045  * Are we near the end of the current quota period?
6046  *
6047  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
6048  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
6049  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
6050  */
6051 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
6052 {
6053         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
6054         s64 remaining;
6055
6056         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
6057         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
6058                 return 1;
6059
6060         /* is a quota refresh about to occur? */
6061         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
6062         if (remaining < (s64)min_expire)
6063                 return 1;
6064
6065         return 0;
6066 }
6067
6068 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
6069 {
6070         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
6071
6072         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
6073         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
6074                 return;
6075
6076         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
6077         if (cfs_b->slack_started)
6078                 return;
6079         cfs_b->slack_started = true;
6080
6081         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
6082                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
6083                         HRTIMER_MODE_REL);
6084 }
6085
6086 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
6087 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
6088 {
6089         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
6090         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
6091
6092         if (slack_runtime <= 0)
6093                 return;
6094
6095         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
6096         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
6097                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
6098
6099                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
6100                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
6101                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
6102                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
6103         }
6104         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
6105
6106         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
6107         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
6108 }
6109
6110 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
6111 {
6112         if (!cfs_bandwidth_used())
6113                 return;
6114
6115         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
6116                 return;
6117
6118         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
6119 }
6120
6121 /*
6122  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
6123  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
6124  */
6125 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
6126 {
6127         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
6128         unsigned long flags;
6129
6130         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
6131         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
6132         cfs_b->slack_started = false;
6133
6134         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
6135                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
6136                 return;
6137         }
6138
6139         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
6140                 runtime = cfs_b->runtime;
6141
6142         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
6143
6144         if (!runtime)
6145                 return;
6146
6147         distribute_cfs_runtime(cfs_b);
6148 }
6149
6150 /*
6151  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
6152  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
6153  * runtime as update_curr() throttling can not trigger until it's on-rq.
6154  */
6155 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
6156 {
6157         if (!cfs_bandwidth_used())
6158                 return;
6159
6160         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
6161         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
6162                 return;
6163
6164         /* ensure the group is not already throttled */
6165         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6166                 return;
6167
6168         /* update runtime allocation */
6169         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
6170         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
6171                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
6172 }
6173
6174 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
6175 {
6176         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
6177
6178         if (!cfs_bandwidth_used())
6179                 return;
6180
6181         if (!tg->parent)
6182                 return;
6183
6184         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
6185         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
6186
6187         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
6188         cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(cpu_rq(cpu));
6189 }
6190
6191 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
6192 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
6193 {
6194         if (!cfs_bandwidth_used())
6195                 return false;
6196
6197         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
6198                 return false;
6199
6200         /*
6201          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
6202          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
6203          */
6204         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6205                 return true;
6206
6207         return throttle_cfs_rq(cfs_rq);
6208 }
6209
6210 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
6211 {
6212         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
6213                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
6214
6215         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
6216
6217         return HRTIMER_NORESTART;
6218 }
6219
6220 extern const u64 max_cfs_quota_period;
6221
6222 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
6223 {
6224         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
6225                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
6226         unsigned long flags;
6227         int overrun;
6228         int idle = 0;
6229         int count = 0;
6230
6231         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
6232         for (;;) {
6233                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
6234                 if (!overrun)
6235                         break;
6236
6237                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
6238
6239                 if (++count > 3) {
6240                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
6241
6242                         /*
6243                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
6244                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
6245                          * to fail.
6246                          */
6247                         new = old * 2;
6248                         if (new < max_cfs_quota_period) {
6249                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
6250                                 cfs_b->quota *= 2;
6251                                 cfs_b->burst *= 2;
6252
6253                                 pr_warn_ratelimited(
6254         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
6255                                         smp_processor_id(),
6256                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
6257                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
6258                         } else {
6259                                 pr_warn_ratelimited(
6260         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
6261                                         smp_processor_id(),
6262                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
6263                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
6264                         }
6265
6266                         /* reset count so we don't come right back in here */
6267                         count = 0;
6268                 }
6269         }
6270         if (idle)
6271                 cfs_b->period_active = 0;
6272         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
6273
6274         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
6275 }
6276
6277 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, struct cfs_bandwidth *parent)
6278 {
6279         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
6280         cfs_b->runtime = 0;
6281         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
6282         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
6283         cfs_b->burst = 0;
6284         cfs_b->hierarchical_quota = parent ? parent->hierarchical_quota : RUNTIME_INF;
6285
6286         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
6287         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
6288         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
6289
6290         /* Add a random offset so that timers interleave */
6291         hrtimer_set_expires(&cfs_b->period_timer,
6292                             get_random_u32_below(cfs_b->period));
6293         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
6294         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
6295         cfs_b->slack_started = false;
6296 }
6297
6298 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
6299 {
6300         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
6301         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
6302 #ifdef CONFIG_SMP
6303         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_csd_list);
6304 #endif
6305 }
6306
6307 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
6308 {
6309         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
6310
6311         if (cfs_b->period_active)
6312                 return;
6313
6314         cfs_b->period_active = 1;
6315         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
6316         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
6317 }
6318
6319 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
6320 {
6321         int __maybe_unused i;
6322
6323         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
6324         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
6325                 return;
6326
6327         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
6328         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
6329
6330         /*
6331          * It is possible that we still have some cfs_rq's pending on a CSD
6332          * list, though this race is very rare. In order for this to occur, we
6333          * must have raced with the last task leaving the group while there
6334          * exist throttled cfs_rq(s), and the period_timer must have queued the
6335          * CSD item but the remote cpu has not yet processed it. To handle this,
6336          * we can simply flush all pending CSD work inline here. We're
6337          * guaranteed at this point that no additional cfs_rq of this group can
6338          * join a CSD list.
6339          */
6340 #ifdef CONFIG_SMP
6341         for_each_possible_cpu(i) {
6342                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6343                 unsigned long flags;
6344
6345                 if (list_empty(&rq->cfsb_csd_list))
6346                         continue;
6347
6348                 local_irq_save(flags);
6349                 __cfsb_csd_unthrottle(rq);
6350                 local_irq_restore(flags);
6351         }
6352 #endif
6353 }
6354
6355 /*
6356  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
6357  *
6358  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
6359  * bits doesn't do much.
6360  */
6361
6362 /* cpu online callback */
6363 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
6364 {
6365         struct task_group *tg;
6366
6367         lockdep_assert_rq_held(rq);
6368
6369         rcu_read_lock();
6370         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
6371                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6372                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
6373
6374                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
6375                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6376                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
6377         }
6378         rcu_read_unlock();
6379 }
6380
6381 /* cpu offline callback */
6382 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
6383 {
6384         struct task_group *tg;
6385
6386         lockdep_assert_rq_held(rq);
6387
6388         /*
6389          * The rq clock has already been updated in the
6390          * set_rq_offline(), so we should skip updating
6391          * the rq clock again in unthrottle_cfs_rq().
6392          */
6393         rq_clock_start_loop_update(rq);
6394
6395         rcu_read_lock();
6396         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
6397                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
6398
6399                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
6400                         continue;
6401
6402                 /*
6403                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
6404                  * there's some valid quota amount
6405                  */
6406                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
6407                 /*
6408                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
6409                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
6410                  */
6411                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
6412
6413                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6414                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6415         }
6416         rcu_read_unlock();
6417
6418         rq_clock_stop_loop_update(rq);
6419 }
6420
6421 bool cfs_task_bw_constrained(struct task_struct *p)
6422 {
6423         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
6424
6425         if (!cfs_bandwidth_used())
6426                 return false;
6427
6428         if (cfs_rq->runtime_enabled ||
6429             tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg)->hierarchical_quota != RUNTIME_INF)
6430                 return true;
6431
6432         return false;
6433 }
6434
6435 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
6436 /* called from pick_next_task_fair() */
6437 static void sched_fair_update_stop_tick(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6438 {
6439         int cpu = cpu_of(rq);
6440
6441         if (!sched_feat(HZ_BW) || !cfs_bandwidth_used())
6442                 return;
6443
6444         if (!tick_nohz_full_cpu(cpu))
6445                 return;
6446
6447         if (rq->nr_running != 1)
6448                 return;
6449
6450         /*
6451          *  We know there is only one task runnable and we've just picked it. The
6452          *  normal enqueue path will have cleared TICK_DEP_BIT_SCHED if we will
6453          *  be otherwise able to stop the tick. Just need to check if we are using
6454          *  bandwidth control.
6455          */
6456         if (cfs_task_bw_constrained(p))
6457                 tick_nohz_dep_set_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_SCHED);
6458 }
6459 #endif
6460
6461 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
6462
6463 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
6464 {
6465         return false;
6466 }
6467
6468 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
6469 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
6470 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
6471 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
6472 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
6473
6474 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
6475 {
6476         return 0;
6477 }
6478
6479 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
6480 {
6481         return 0;
6482 }
6483
6484 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
6485                                     int src_cpu, int dest_cpu)
6486 {
6487         return 0;
6488 }
6489
6490 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6491 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, struct cfs_bandwidth *parent) {}
6492 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
6493 #endif
6494
6495 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
6496 {
6497         return NULL;
6498 }
6499 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
6500 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
6501 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
6502 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6503 bool cfs_task_bw_constrained(struct task_struct *p)
6504 {
6505         return false;
6506 }
6507 #endif
6508 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
6509
6510 #if !defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH) || !defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
6511 static inline void sched_fair_update_stop_tick(struct rq *rq, struct task_struct *p) {}
6512 #endif
6513
6514 /**************************************************
6515  * CFS operations on tasks:
6516  */
6517
6518 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
6519 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6520 {
6521         struct sched_entity *se = &p->se;
6522
6523         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
6524
6525         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
6526                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
6527                 u64 slice = se->slice;
6528                 s64 delta = slice - ran;
6529
6530                 if (delta < 0) {
6531                         if (task_current(rq, p))
6532                                 resched_curr(rq);
6533                         return;
6534                 }
6535                 hrtick_start(rq, delta);
6536         }
6537 }
6538
6539 /*
6540  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
6541  * current task is from our class and nr_running is low enough
6542  * to matter.
6543  */
6544 static void hrtick_update(struct rq *rq)
6545 {
6546         struct task_struct *curr = rq->curr;
6547
6548         if (!hrtick_enabled_fair(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
6549                 return;
6550
6551         hrtick_start_fair(rq, curr);
6552 }
6553 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
6554 static inline void
6555 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6556 {
6557 }
6558
6559 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
6560 {
6561 }
6562 #endif
6563
6564 #ifdef CONFIG_SMP
6565 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
6566 {
6567         unsigned long rq_util_min = uclamp_rq_get(cpu_rq(cpu), UCLAMP_MIN);
6568         unsigned long rq_util_max = uclamp_rq_get(cpu_rq(cpu), UCLAMP_MAX);
6569
6570         /* Return true only if the utilization doesn't fit CPU's capacity */
6571         return !util_fits_cpu(cpu_util_cfs(cpu), rq_util_min, rq_util_max, cpu);
6572 }
6573
6574 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
6575 {
6576         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
6577                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
6578                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
6579         }
6580 }
6581 #else
6582 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
6583 #endif
6584
6585 /* Runqueue only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
6586 static int sched_idle_rq(struct rq *rq)
6587 {
6588         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
6589                         rq->nr_running);
6590 }
6591
6592 #ifdef CONFIG_SMP
6593 static int sched_idle_cpu(int cpu)
6594 {
6595         return sched_idle_rq(cpu_rq(cpu));
6596 }
6597 #endif
6598
6599 /*
6600  * The enqueue_task method is called before nr_running is
6601  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
6602  * then put the task into the rbtree:
6603  */
6604 static void
6605 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
6606 {
6607         struct cfs_rq *cfs_rq;
6608         struct sched_entity *se = &p->se;
6609         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
6610         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
6611
6612         /*
6613          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
6614          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
6615          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
6616          * estimated utilization, before we update schedutil.
6617          */
6618         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
6619
6620         /*
6621          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
6622          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
6623          * passed.
6624          */
6625         if (p->in_iowait)
6626                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
6627
6628         for_each_sched_entity(se) {
6629                 if (se->on_rq)
6630                         break;
6631                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6632                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
6633
6634                 cfs_rq->h_nr_running++;
6635                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
6636
6637                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
6638                         idle_h_nr_running = 1;
6639
6640                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
6641                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6642                         goto enqueue_throttle;
6643
6644                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
6645         }
6646
6647         for_each_sched_entity(se) {
6648                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6649
6650                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
6651                 se_update_runnable(se);
6652                 update_cfs_group(se);
6653
6654                 cfs_rq->h_nr_running++;
6655                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
6656
6657                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
6658                         idle_h_nr_running = 1;
6659
6660                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
6661                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6662                         goto enqueue_throttle;
6663         }
6664
6665         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
6666         add_nr_running(rq, 1);
6667
6668         /*
6669          * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
6670          * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
6671          * ability to cross the overutilized threshold, which will
6672          * result in the load balancer ruining all the task placement
6673          * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
6674          * for the first enqueue operation of new tasks during the
6675          * overutilized flag detection.
6676          *
6677          * A better way of solving this problem would be to wait for
6678          * the PELT signals of tasks to converge before taking them
6679          * into account, but that is not straightforward to implement,
6680          * and the following generally works well enough in practice.
6681          */
6682         if (!task_new)
6683                 update_overutilized_status(rq);
6684
6685 enqueue_throttle:
6686         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
6687
6688         hrtick_update(rq);
6689 }
6690
6691 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
6692
6693 /*
6694  * The dequeue_task method is called before nr_running is
6695  * decreased. We remove the task from the rbtree and
6696  * update the fair scheduling stats:
6697  */
6698 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
6699 {
6700         struct cfs_rq *cfs_rq;
6701         struct sched_entity *se = &p->se;
6702         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
6703         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
6704         bool was_sched_idle = sched_idle_rq(rq);
6705
6706         util_est_dequeue(&rq->cfs, p);
6707
6708         for_each_sched_entity(se) {
6709                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6710                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
6711
6712                 cfs_rq->h_nr_running--;
6713                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
6714
6715                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
6716                         idle_h_nr_running = 1;
6717
6718                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
6719                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6720                         goto dequeue_throttle;
6721
6722                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
6723                 if (cfs_rq->load.weight) {
6724                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
6725                         se = parent_entity(se);
6726                         /*
6727                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
6728                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
6729                          */
6730                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
6731                                 set_next_buddy(se);
6732                         break;
6733                 }
6734                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
6735         }
6736
6737         for_each_sched_entity(se) {
6738                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6739
6740                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
6741                 se_update_runnable(se);
6742                 update_cfs_group(se);
6743
6744                 cfs_rq->h_nr_running--;
6745                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
6746
6747                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
6748                         idle_h_nr_running = 1;
6749
6750                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
6751                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6752                         goto dequeue_throttle;
6753
6754         }
6755
6756         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
6757         sub_nr_running(rq, 1);
6758
6759         /* balance early to pull high priority tasks */
6760         if (unlikely(!was_sched_idle && sched_idle_rq(rq)))
6761                 rq->next_balance = jiffies;
6762
6763 dequeue_throttle:
6764         util_est_update(&rq->cfs, p, task_sleep);
6765         hrtick_update(rq);
6766 }
6767
6768 #ifdef CONFIG_SMP
6769
6770 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
6771 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6772 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_rq_mask);
6773 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, should_we_balance_tmpmask);
6774
6775 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6776
6777 static struct {
6778         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6779         atomic_t nr_cpus;
6780         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
6781         int needs_update;               /* Newly idle CPUs need their next_balance collated */
6782         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6783         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
6784 } nohz ____cacheline_aligned;
6785
6786 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
6787
6788 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
6789 {
6790         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
6791 }
6792
6793 /*
6794  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
6795  * @cpu: the CPU which load is requested
6796  * @p: the task which load should be discounted
6797  *
6798  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
6799  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
6800  * CPU.
6801  *
6802  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
6803  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
6804  * load.
6805  */
6806 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6807 {
6808         struct cfs_rq *cfs_rq;
6809         unsigned int load;
6810
6811         /* Task has no contribution or is new */
6812         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6813                 return cpu_load(rq);
6814
6815         cfs_rq = &rq->cfs;
6816         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
6817
6818         /* Discount task's util from CPU's util */
6819         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
6820
6821         return load;
6822 }
6823
6824 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq)
6825 {
6826         return cfs_rq_runnable_avg(&rq->cfs);
6827 }
6828
6829 static unsigned long cpu_runnable_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6830 {
6831         struct cfs_rq *cfs_rq;
6832         unsigned int runnable;
6833
6834         /* Task has no contribution or is new */
6835         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6836                 return cpu_runnable(rq);
6837
6838         cfs_rq = &rq->cfs;
6839         runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
6840
6841         /* Discount task's runnable from CPU's runnable */
6842         lsub_positive(&runnable, p->se.avg.runnable_avg);
6843
6844         return runnable;
6845 }
6846
6847 static unsigned long capacity_of(int cpu)
6848 {
6849         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
6850 }
6851
6852 static void record_wakee(struct task_struct *p)
6853 {
6854         /*
6855          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
6856          * jiffy will not have built up many flips.
6857          */
6858         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
6859                 current->wakee_flips >>= 1;
6860                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
6861         }
6862
6863         if (current->last_wakee != p) {
6864                 current->last_wakee = p;
6865                 current->wakee_flips++;
6866         }
6867 }
6868
6869 /*
6870  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
6871  *
6872  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
6873  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
6874  *
6875  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
6876  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
6877  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
6878  *
6879  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
6880  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
6881  *
6882  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
6883  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
6884  * socket size.
6885  */
6886 static int wake_wide(struct task_struct *p)
6887 {
6888         unsigned int master = current->wakee_flips;
6889         unsigned int slave = p->wakee_flips;
6890         int factor = __this_cpu_read(sd_llc_size);
6891
6892         if (master < slave)
6893                 swap(master, slave);
6894         if (slave < factor || master < slave * factor)
6895                 return 0;
6896         return 1;
6897 }
6898
6899 /*
6900  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
6901  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
6902  * CPU.
6903  *
6904  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
6905  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
6906  *
6907  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
6908  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
6909  *                        for the overloaded case.
6910  */
6911 static int
6912 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6913 {
6914         /*
6915          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
6916          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
6917          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
6918          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
6919          *
6920          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
6921          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
6922          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
6923          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
6924          * on one CPU.
6925          */
6926         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
6927                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
6928
6929         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
6930                 return this_cpu;
6931
6932         if (available_idle_cpu(prev_cpu))
6933                 return prev_cpu;
6934
6935         return nr_cpumask_bits;
6936 }
6937
6938 static int
6939 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6940                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6941 {
6942         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
6943         unsigned long task_load;
6944
6945         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
6946
6947         if (sync) {
6948                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
6949
6950                 if (current_load > this_eff_load)
6951                         return this_cpu;
6952
6953                 this_eff_load -= current_load;
6954         }
6955
6956         task_load = task_h_load(p);
6957
6958         this_eff_load += task_load;
6959         if (sched_feat(WA_BIAS))
6960                 this_eff_load *= 100;
6961         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
6962
6963         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
6964         prev_eff_load -= task_load;
6965         if (sched_feat(WA_BIAS))
6966                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
6967         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
6968
6969         /*
6970          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
6971          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
6972          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
6973          * idle.
6974          */
6975         if (sync)
6976                 prev_eff_load += 1;
6977
6978         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
6979 }
6980
6981 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6982                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6983 {
6984         int target = nr_cpumask_bits;
6985
6986         if (sched_feat(WA_IDLE))
6987                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
6988
6989         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
6990                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
6991
6992         schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_affine_attempts);
6993         if (target != this_cpu)
6994                 return prev_cpu;
6995
6996         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
6997         schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_affine);
6998         return target;
6999 }
7000
7001 static struct sched_group *
7002 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu);
7003
7004 /*
7005  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
7006  */
7007 static int
7008 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
7009 {
7010         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
7011         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
7012         u64 latest_idle_timestamp = 0;
7013         int least_loaded_cpu = this_cpu;
7014         int shallowest_idle_cpu = -1;
7015         int i;
7016
7017         /* Check if we have any choice: */
7018         if (group->group_weight == 1)
7019                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
7020
7021         /* Traverse only the allowed CPUs */
7022         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
7023                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7024
7025                 if (!sched_core_cookie_match(rq, p))
7026                         continue;
7027
7028                 if (sched_idle_cpu(i))
7029                         return i;
7030
7031                 if (available_idle_cpu(i)) {
7032                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
7033                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
7034                                 /*
7035                                  * We give priority to a CPU whose idle state
7036                                  * has the smallest exit latency irrespective
7037                                  * of any idle timestamp.
7038                                  */
7039                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
7040                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
7041                                 shallowest_idle_cpu = i;
7042                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
7043                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
7044                                 /*
7045                                  * If equal or no active idle state, then
7046                                  * the most recently idled CPU might have
7047                                  * a warmer cache.
7048                                  */
7049                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
7050                                 shallowest_idle_cpu = i;
7051                         }
7052                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
7053                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
7054                         if (load < min_load) {
7055                                 min_load = load;
7056                                 least_loaded_cpu = i;
7057                         }
7058                 }
7059         }
7060
7061         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
7062 }
7063
7064 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
7065                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
7066 {
7067         int new_cpu = cpu;
7068
7069         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
7070                 return prev_cpu;
7071
7072         /*
7073          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
7074          * prev_cpu's last_update_time.
7075          */
7076         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
7077                 sync_entity_load_avg(&p->se);
7078
7079         while (sd) {
7080                 struct sched_group *group;
7081                 struct sched_domain *tmp;
7082                 int weight;
7083
7084                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
7085                         sd = sd->child;
7086                         continue;
7087                 }
7088
7089                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu);
7090                 if (!group) {
7091                         sd = sd->child;
7092                         continue;
7093                 }
7094
7095                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
7096                 if (new_cpu == cpu) {
7097                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
7098                         sd = sd->child;
7099                         continue;
7100                 }
7101
7102                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
7103                 cpu = new_cpu;
7104                 weight = sd->span_weight;
7105                 sd = NULL;
7106                 for_each_domain(cpu, tmp) {
7107                         if (weight <= tmp->span_weight)
7108                                 break;
7109                         if (tmp->flags & sd_flag)
7110                                 sd = tmp;
7111                 }
7112         }
7113
7114         return new_cpu;
7115 }
7116
7117 static inline int __select_idle_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
7118 {
7119         if ((available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu)) &&
7120             sched_cpu_cookie_match(cpu_rq(cpu), p))
7121                 return cpu;
7122
7123         return -1;
7124 }
7125
7126 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7127 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
7128 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
7129
7130 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
7131 {
7132         struct sched_domain_shared *sds;
7133
7134         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
7135         if (sds)
7136                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
7137 }
7138
7139 static inline bool test_idle_cores(int cpu)
7140 {
7141         struct sched_domain_shared *sds;
7142
7143         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
7144         if (sds)
7145                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
7146
7147         return false;
7148 }
7149
7150 /*
7151  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
7152  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
7153  *
7154  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
7155  * state should be fairly cheap.
7156  */
7157 void __update_idle_core(struct rq *rq)
7158 {
7159         int core = cpu_of(rq);
7160         int cpu;
7161
7162         rcu_read_lock();
7163         if (test_idle_cores(core))
7164                 goto unlock;
7165
7166         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
7167                 if (cpu == core)
7168                         continue;
7169
7170                 if (!available_idle_cpu(cpu))
7171                         goto unlock;
7172         }
7173
7174         set_idle_cores(core, 1);
7175 unlock:
7176         rcu_read_unlock();
7177 }
7178
7179 /*
7180  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
7181  * there are no idle cores left in the system; tracked through
7182  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
7183  */
7184 static int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
7185 {
7186         bool idle = true;
7187         int cpu;
7188
7189         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
7190                 if (!available_idle_cpu(cpu)) {
7191                         idle = false;
7192                         if (*idle_cpu == -1) {
7193                                 if (sched_idle_cpu(cpu) && cpumask_test_cpu(cpu, cpus)) {
7194                                         *idle_cpu = cpu;
7195                                         break;
7196                                 }
7197                                 continue;
7198                         }
7199                         break;
7200                 }
7201                 if (*idle_cpu == -1 && cpumask_test_cpu(cpu, cpus))
7202                         *idle_cpu = cpu;
7203         }
7204
7205         if (idle)
7206                 return core;
7207
7208         cpumask_andnot(cpus, cpus, cpu_smt_mask(core));
7209         return -1;
7210 }
7211
7212 /*
7213  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
7214  */
7215 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
7216 {
7217         int cpu;
7218
7219         for_each_cpu_and(cpu, cpu_smt_mask(target), p->cpus_ptr) {
7220                 if (cpu == target)
7221                         continue;
7222                 /*
7223                  * Check if the CPU is in the LLC scheduling domain of @target.
7224                  * Due to isolcpus, there is no guarantee that all the siblings are in the domain.
7225                  */
7226                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
7227                         continue;
7228                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
7229                         return cpu;
7230         }
7231
7232         return -1;
7233 }
7234
7235 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
7236
7237 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
7238 {
7239 }
7240
7241 static inline bool test_idle_cores(int cpu)
7242 {
7243         return false;
7244 }
7245
7246 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
7247 {
7248         return __select_idle_cpu(core, p);
7249 }
7250
7251 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
7252 {
7253         return -1;
7254 }
7255
7256 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
7257
7258 /*
7259  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
7260  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
7261  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
7262  */
7263 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, bool has_idle_core, int target)
7264 {
7265         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
7266         int i, cpu, idle_cpu = -1, nr = INT_MAX;
7267         struct sched_domain_shared *sd_share;
7268         struct rq *this_rq = this_rq();
7269         int this = smp_processor_id();
7270         struct sched_domain *this_sd = NULL;
7271         u64 time = 0;
7272
7273         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
7274
7275         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
7276                 u64 avg_cost, avg_idle, span_avg;
7277                 unsigned long now = jiffies;
7278
7279                 this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
7280                 if (!this_sd)
7281                         return -1;
7282
7283                 /*
7284                  * If we're busy, the assumption that the last idle period
7285                  * predicts the future is flawed; age away the remaining
7286                  * predicted idle time.
7287                  */
7288                 if (unlikely(this_rq->wake_stamp < now)) {
7289                         while (this_rq->wake_stamp < now && this_rq->wake_avg_idle) {
7290                                 this_rq->wake_stamp++;
7291                                 this_rq->wake_avg_idle >>= 1;
7292                         }
7293                 }
7294
7295                 avg_idle = this_rq->wake_avg_idle;
7296                 avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
7297
7298                 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
7299                 if (span_avg > 4*avg_cost)
7300                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
7301                 else
7302                         nr = 4;
7303
7304                 time = cpu_clock(this);
7305         }
7306
7307         if (sched_feat(SIS_UTIL)) {
7308                 sd_share = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, target));
7309                 if (sd_share) {
7310                         /* because !--nr is the condition to stop scan */
7311                         nr = READ_ONCE(sd_share->nr_idle_scan) + 1;
7312                         /* overloaded LLC is unlikely to have idle cpu/core */
7313                         if (nr == 1)
7314                                 return -1;
7315                 }
7316         }
7317
7318         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target + 1) {
7319                 if (has_idle_core) {
7320                         i = select_idle_core(p, cpu, cpus, &idle_cpu);
7321                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
7322                                 return i;
7323
7324                 } else {
7325                         if (!--nr)
7326                                 return -1;
7327                         idle_cpu = __select_idle_cpu(cpu, p);
7328                         if ((unsigned int)idle_cpu < nr_cpumask_bits)
7329                                 break;
7330                 }
7331         }
7332
7333         if (has_idle_core)
7334                 set_idle_cores(target, false);
7335
7336         if (sched_feat(SIS_PROP) && this_sd && !has_idle_core) {
7337                 time = cpu_clock(this) - time;
7338
7339                 /*
7340                  * Account for the scan cost of wakeups against the average
7341                  * idle time.
7342                  */
7343                 this_rq->wake_avg_idle -= min(this_rq->wake_avg_idle, time);
7344
7345                 update_avg(&this_sd->avg_scan_cost, time);
7346         }
7347
7348         return idle_cpu;
7349 }
7350
7351 /*
7352  * Scan the asym_capacity domain for idle CPUs; pick the first idle one on which
7353  * the task fits. If no CPU is big enough, but there are idle ones, try to
7354  * maximize capacity.
7355  */
7356 static int
7357 select_idle_capacity(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
7358 {
7359         unsigned long task_util, util_min, util_max, best_cap = 0;
7360         int fits, best_fits = 0;
7361         int cpu, best_cpu = -1;
7362         struct cpumask *cpus;
7363
7364         cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
7365         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
7366
7367         task_util = task_util_est(p);
7368         util_min = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN);
7369         util_max = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX);
7370
7371         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
7372                 unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
7373
7374                 if (!available_idle_cpu(cpu) && !sched_idle_cpu(cpu))
7375                         continue;
7376
7377                 fits = util_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, cpu);
7378
7379                 /* This CPU fits with all requirements */
7380                 if (fits > 0)
7381                         return cpu;
7382                 /*
7383                  * Only the min performance hint (i.e. uclamp_min) doesn't fit.
7384                  * Look for the CPU with best capacity.
7385                  */
7386                 else if (fits < 0)
7387                         cpu_cap = capacity_orig_of(cpu) - thermal_load_avg(cpu_rq(cpu));
7388
7389                 /*
7390                  * First, select CPU which fits better (-1 being better than 0).
7391                  * Then, select the one with best capacity at same level.
7392                  */
7393                 if ((fits < best_fits) ||
7394                     ((fits == best_fits) && (cpu_cap > best_cap))) {
7395                         best_cap = cpu_cap;
7396                         best_cpu = cpu;
7397                         best_fits = fits;
7398                 }
7399         }
7400
7401         return best_cpu;
7402 }
7403
7404 static inline bool asym_fits_cpu(unsigned long util,
7405                                  unsigned long util_min,
7406                                  unsigned long util_max,
7407                                  int cpu)
7408 {
7409         if (sched_asym_cpucap_active())
7410                 /*
7411                  * Return true only if the cpu fully fits the task requirements
7412                  * which include the utilization and the performance hints.
7413                  */
7414                 return (util_fits_cpu(util, util_min, util_max, cpu) > 0);
7415
7416         return true;
7417 }
7418
7419 /*
7420  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
7421  */
7422 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
7423 {
7424         bool has_idle_core = false;
7425         struct sched_domain *sd;
7426         unsigned long task_util, util_min, util_max;
7427         int i, recent_used_cpu;
7428
7429         /*
7430          * On asymmetric system, update task utilization because we will check
7431          * that the task fits with cpu's capacity.
7432          */
7433         if (sched_asym_cpucap_active()) {
7434                 sync_entity_load_avg(&p->se);
7435                 task_util = task_util_est(p);
7436                 util_min = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN);
7437                 util_max = uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX);
7438         }
7439
7440         /*
7441          * per-cpu select_rq_mask usage
7442          */
7443         lockdep_assert_irqs_disabled();
7444
7445         if ((available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target)) &&
7446             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, target))
7447                 return target;
7448
7449         /*
7450          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
7451          */
7452         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
7453             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)) &&
7454             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, prev))
7455                 return prev;
7456
7457         /*
7458          * Allow a per-cpu kthread to stack with the wakee if the
7459          * kworker thread and the tasks previous CPUs are the same.
7460          * The assumption is that the wakee queued work for the
7461          * per-cpu kthread that is now complete and the wakeup is
7462          * essentially a sync wakeup. An obvious example of this
7463          * pattern is IO completions.
7464          */
7465         if (is_per_cpu_kthread(current) &&
7466             in_task() &&
7467             prev == smp_processor_id() &&
7468             this_rq()->nr_running <= 1 &&
7469             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, prev)) {
7470                 return prev;
7471         }
7472
7473         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
7474         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
7475         p->recent_used_cpu = prev;
7476         if (recent_used_cpu != prev &&
7477             recent_used_cpu != target &&
7478             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
7479             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
7480             cpumask_test_cpu(recent_used_cpu, p->cpus_ptr) &&
7481             asym_fits_cpu(task_util, util_min, util_max, recent_used_cpu)) {
7482                 return recent_used_cpu;
7483         }
7484
7485         /*
7486          * For asymmetric CPU capacity systems, our domain of interest is
7487          * sd_asym_cpucapacity rather than sd_llc.
7488          */
7489         if (sched_asym_cpucap_active()) {
7490                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, target));
7491                 /*
7492                  * On an asymmetric CPU capacity system where an exclusive
7493                  * cpuset defines a symmetric island (i.e. one unique
7494                  * capacity_orig value through the cpuset), the key will be set
7495                  * but the CPUs within that cpuset will not have a domain with
7496                  * SD_ASYM_CPUCAPACITY. These should follow the usual symmetric
7497                  * capacity path.
7498                  */
7499                 if (sd) {
7500                         i = select_idle_capacity(p, sd, target);
7501                         return ((unsigned)i < nr_cpumask_bits) ? i : target;
7502                 }
7503         }
7504
7505         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
7506         if (!sd)
7507                 return target;
7508
7509         if (sched_smt_active()) {
7510                 has_idle_core = test_idle_cores(target);
7511
7512                 if (!has_idle_core && cpus_share_cache(prev, target)) {
7513                         i = select_idle_smt(p, sd, prev);
7514                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
7515                                 return i;
7516                 }
7517         }
7518
7519         i = select_idle_cpu(p, sd, has_idle_core, target);
7520         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
7521                 return i;
7522
7523         return target;
7524 }
7525
7526 /**
7527  * cpu_util() - Estimates the amount of CPU capacity used by CFS tasks.
7528  * @cpu: the CPU to get the utilization for
7529  * @p: task for which the CPU utilization should be predicted or NULL
7530  * @dst_cpu: CPU @p migrates to, -1 if @p moves from @cpu or @p == NULL
7531  * @boost: 1 to enable boosting, otherwise 0
7532  *
7533  * The unit of the return value must be the same as the one of CPU capacity
7534  * so that CPU utilization can be compared with CPU capacity.
7535  *
7536  * CPU utilization is the sum of running time of runnable tasks plus the
7537  * recent utilization of currently non-runnable tasks on that CPU.
7538  * It represents the amount of CPU capacity currently used by CFS tasks in
7539  * the range [0..max CPU capacity] with max CPU capacity being the CPU
7540  * capacity at f_max.
7541  *
7542  * The estimated CPU utilization is defined as the maximum between CPU
7543  * utilization and sum of the estimated utilization of the currently
7544  * runnable tasks on that CPU. It preserves a utilization "snapshot" of
7545  * previously-executed tasks, which helps better deduce how busy a CPU will
7546  * be when a long-sleeping task wakes up. The contribution to CPU utilization
7547  * of such a task would be significantly decayed at this point of time.
7548  *
7549  * Boosted CPU utilization is defined as max(CPU runnable, CPU utilization).
7550  * CPU contention for CFS tasks can be detected by CPU runnable > CPU
7551  * utilization. Boosting is implemented in cpu_util() so that internal
7552  * users (e.g. EAS) can use it next to external users (e.g. schedutil),
7553  * latter via cpu_util_cfs_boost().
7554  *
7555  * CPU utilization can be higher than the current CPU capacity
7556  * (f_curr/f_max * max CPU capacity) or even the max CPU capacity because
7557  * of rounding errors as well as task migrations or wakeups of new tasks.
7558  * CPU utilization has to be capped to fit into the [0..max CPU capacity]
7559  * range. Otherwise a group of CPUs (CPU0 util = 121% + CPU1 util = 80%)
7560  * could be seen as over-utilized even though CPU1 has 20% of spare CPU
7561  * capacity. CPU utilization is allowed to overshoot current CPU capacity
7562  * though since this is useful for predicting the CPU capacity required
7563  * after task migrations (scheduler-driven DVFS).
7564  *
7565  * Return: (Boosted) (estimated) utilization for the specified CPU.
7566  */
7567 static unsigned long
7568 cpu_util(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu, int boost)
7569 {
7570         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
7571         unsigned long util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
7572         unsigned long runnable;
7573
7574         if (boost) {
7575                 runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
7576                 util = max(util, runnable);
7577         }
7578
7579         /*
7580          * If @dst_cpu is -1 or @p migrates from @cpu to @dst_cpu remove its
7581          * contribution. If @p migrates from another CPU to @cpu add its
7582          * contribution. In all the other cases @cpu is not impacted by the
7583          * migration so its util_avg is already correct.
7584          */
7585         if (p && task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
7586                 lsub_positive(&util, task_util(p));
7587         else if (p && task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
7588                 util += task_util(p);
7589
7590         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
7591                 unsigned long util_est;
7592
7593                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
7594
7595                 /*
7596                  * During wake-up @p isn't enqueued yet and doesn't contribute
7597                  * to any cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_est.enqueued.
7598                  * If @dst_cpu == @cpu add it to "simulate" cpu_util after @p
7599                  * has been enqueued.
7600                  *
7601                  * During exec (@dst_cpu = -1) @p is enqueued and does
7602                  * contribute to cpu_rq(cpu)->cfs.util_est.enqueued.
7603                  * Remove it to "simulate" cpu_util without @p's contribution.
7604                  *
7605                  * Despite the task_on_rq_queued(@p) check there is still a
7606                  * small window for a possible race when an exec
7607                  * select_task_rq_fair() races with LB's detach_task().
7608                  *
7609                  *   detach_task()
7610                  *     deactivate_task()
7611                  *       p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
7612                  *       -------------------------------- A
7613                  *       dequeue_task()                    \
7614                  *         dequeue_task_fair()              + Race Time
7615                  *           util_est_dequeue()            /
7616                  *       -------------------------------- B
7617                  *
7618                  * The additional check "current == p" is required to further
7619                  * reduce the race window.
7620                  */
7621                 if (dst_cpu == cpu)
7622                         util_est += _task_util_est(p);
7623                 else if (p && unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
7624                         lsub_positive(&util_est, _task_util_est(p));
7625
7626                 util = max(util, util_est);
7627         }
7628
7629         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
7630 }
7631
7632 unsigned long cpu_util_cfs(int cpu)
7633 {
7634         return cpu_util(cpu, NULL, -1, 0);
7635 }
7636
7637 unsigned long cpu_util_cfs_boost(int cpu)
7638 {
7639         return cpu_util(cpu, NULL, -1, 1);
7640 }
7641
7642 /*
7643  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
7644  * @cpu: the CPU which utilization is requested
7645  * @p: the task which utilization should be discounted
7646  *
7647  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
7648  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
7649  * execution on that CPU.
7650  *
7651  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
7652  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
7653  * contributing to the CPU utilization.
7654  */
7655 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
7656 {
7657         /* Task has no contribution or is new */
7658         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
7659                 p = NULL;
7660
7661         return cpu_util(cpu, p, -1, 0);
7662 }
7663
7664 /*
7665  * energy_env - Utilization landscape for energy estimation.
7666  * @task_busy_time: Utilization contribution by the task for which we test the
7667  *                  placement. Given by eenv_task_busy_time().
7668  * @pd_busy_time:   Utilization of the whole perf domain without the task
7669  *                  contribution. Given by eenv_pd_busy_time().
7670  * @cpu_cap:        Maximum CPU capacity for the perf domain.
7671  * @pd_cap:         Entire perf domain capacity. (pd->nr_cpus * cpu_cap).
7672  */
7673 struct energy_env {
7674         unsigned long task_busy_time;
7675         unsigned long pd_busy_time;
7676         unsigned long cpu_cap;
7677         unsigned long pd_cap;
7678 };
7679
7680 /*
7681  * Compute the task busy time for compute_energy(). This time cannot be
7682  * injected directly into effective_cpu_util() because of the IRQ scaling.
7683  * The latter only makes sense with the most recent CPUs where the task has
7684  * run.
7685  */
7686 static inline void eenv_task_busy_time(struct energy_env *eenv,
7687                                        struct task_struct *p, int prev_cpu)
7688 {
7689         unsigned long busy_time, max_cap = arch_scale_cpu_capacity(prev_cpu);
7690         unsigned long irq = cpu_util_irq(cpu_rq(prev_cpu));
7691
7692         if (unlikely(irq >= max_cap))
7693                 busy_time = max_cap;
7694         else
7695                 busy_time = scale_irq_capacity(task_util_est(p), irq, max_cap);
7696
7697         eenv->task_busy_time = busy_time;
7698 }
7699
7700 /*
7701  * Compute the perf_domain (PD) busy time for compute_energy(). Based on the
7702  * utilization for each @pd_cpus, it however doesn't take into account
7703  * clamping since the ratio (utilization / cpu_capacity) is already enough to
7704  * scale the EM reported power consumption at the (eventually clamped)
7705  * cpu_capacity.
7706  *
7707  * The contribution of the task @p for which we want to estimate the
7708  * energy cost is removed (by cpu_util()) and must be calculated
7709  * separately (see eenv_task_busy_time). This ensures:
7710  *
7711  *   - A stable PD utilization, no matter which CPU of that PD we want to place
7712  *     the task on.
7713  *
7714  *   - A fair comparison between CPUs as the task contribution (task_util())
7715  *     will always be the same no matter which CPU utilization we rely on
7716  *     (util_avg or util_est).
7717  *
7718  * Set @eenv busy time for the PD that spans @pd_cpus. This busy time can't
7719  * exceed @eenv->pd_cap.
7720  */
7721 static inline void eenv_pd_busy_time(struct energy_env *eenv,
7722                                      struct cpumask *pd_cpus,
7723                                      struct task_struct *p)
7724 {
7725         unsigned long busy_time = 0;
7726         int cpu;
7727
7728         for_each_cpu(cpu, pd_cpus) {
7729                 unsigned long util = cpu_util(cpu, p, -1, 0);
7730
7731                 busy_time += effective_cpu_util(cpu, util, ENERGY_UTIL, NULL);
7732         }
7733
7734         eenv->pd_busy_time = min(eenv->pd_cap, busy_time);
7735 }
7736
7737 /*
7738  * Compute the maximum utilization for compute_energy() when the task @p
7739  * is placed on the cpu @dst_cpu.
7740  *
7741  * Returns the maximum utilization among @eenv->cpus. This utilization can't
7742  * exceed @eenv->cpu_cap.
7743  */
7744 static inline unsigned long
7745 eenv_pd_max_util(struct energy_env *eenv, struct cpumask *pd_cpus,
7746                  struct task_struct *p, int dst_cpu)
7747 {
7748         unsigned long max_util = 0;
7749         int cpu;
7750
7751         for_each_cpu(cpu, pd_cpus) {
7752                 struct task_struct *tsk = (cpu == dst_cpu) ? p : NULL;
7753                 unsigned long util = cpu_util(cpu, p, dst_cpu, 1);
7754                 unsigned long eff_util;
7755
7756                 /*
7757                  * Performance domain frequency: utilization clamping
7758                  * must be considered since it affects the selection
7759                  * of the performance domain frequency.
7760                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
7761                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
7762                  */
7763                 eff_util = effective_cpu_util(cpu, util, FREQUENCY_UTIL, tsk);
7764                 max_util = max(max_util, eff_util);
7765         }
7766
7767         return min(max_util, eenv->cpu_cap);
7768 }
7769
7770 /*
7771  * compute_energy(): Use the Energy Model to estimate the energy that @pd would
7772  * consume for a given utilization landscape @eenv. When @dst_cpu < 0, the task
7773  * contribution is ignored.
7774  */
7775 static inline unsigned long
7776 compute_energy(struct energy_env *eenv, struct perf_domain *pd,
7777                struct cpumask *pd_cpus, struct task_struct *p, int dst_cpu)
7778 {
7779         unsigned long max_util = eenv_pd_max_util(eenv, pd_cpus, p, dst_cpu);
7780         unsigned long busy_time = eenv->pd_busy_time;
7781
7782         if (dst_cpu >= 0)
7783                 busy_time = min(eenv->pd_cap, busy_time + eenv->task_busy_time);
7784
7785         return em_cpu_energy(pd->em_pd, max_util, busy_time, eenv->cpu_cap);
7786 }
7787
7788 /*
7789  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
7790  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
7791  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
7792  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
7793  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
7794  *
7795  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
7796  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
7797  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
7798  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
7799  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
7800  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
7801  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
7802  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
7803  * the best candidates of the performance domain.
7804  *
7805  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
7806  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
7807  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
7808  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
7809  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
7810  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
7811  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
7812  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
7813  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
7814  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
7815  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
7816  *
7817  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
7818  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
7819  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
7820  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
7821  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
7822  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
7823  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
7824  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
7825  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
7826  */
7827 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
7828 {
7829         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
7830         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
7831         unsigned long p_util_min = uclamp_is_used() ? uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN) : 0;
7832         unsigned long p_util_max = uclamp_is_used() ? uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX) : 1024;
7833         struct root_domain *rd = this_rq()->rd;
7834         int cpu, best_energy_cpu, target = -1;
7835         int prev_fits = -1, best_fits = -1;
7836         unsigned long best_thermal_cap = 0;
7837         unsigned long prev_thermal_cap = 0;
7838         struct sched_domain *sd;
7839         struct perf_domain *pd;
7840         struct energy_env eenv;
7841
7842         rcu_read_lock();
7843         pd = rcu_dereference(rd->pd);
7844         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
7845                 goto unlock;
7846
7847         /*
7848          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
7849          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
7850          */
7851         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
7852         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
7853                 sd = sd->parent;
7854         if (!sd)
7855                 goto unlock;
7856
7857         target = prev_cpu;
7858
7859         sync_entity_load_avg(&p->se);
7860         if (!task_util_est(p) && p_util_min == 0)
7861                 goto unlock;
7862
7863         eenv_task_busy_time(&eenv, p, prev_cpu);
7864
7865         for (; pd; pd = pd->next) {
7866                 unsigned long util_min = p_util_min, util_max = p_util_max;
7867                 unsigned long cpu_cap, cpu_thermal_cap, util;
7868                 long prev_spare_cap = -1, max_spare_cap = -1;
7869                 unsigned long rq_util_min, rq_util_max;
7870                 unsigned long cur_delta, base_energy;
7871                 int max_spare_cap_cpu = -1;
7872                 int fits, max_fits = -1;
7873
7874                 cpumask_and(cpus, perf_domain_span(pd), cpu_online_mask);
7875
7876                 if (cpumask_empty(cpus))
7877                         continue;
7878
7879                 /* Account thermal pressure for the energy estimation */
7880                 cpu = cpumask_first(cpus);
7881                 cpu_thermal_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7882                 cpu_thermal_cap -= arch_scale_thermal_pressure(cpu);
7883
7884                 eenv.cpu_cap = cpu_thermal_cap;
7885                 eenv.pd_cap = 0;
7886
7887                 for_each_cpu(cpu, cpus) {
7888                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7889
7890                         eenv.pd_cap += cpu_thermal_cap;
7891
7892                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
7893                                 continue;
7894
7895                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
7896                                 continue;
7897
7898                         util = cpu_util(cpu, p, cpu, 0);
7899                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
7900
7901                         /*
7902                          * Skip CPUs that cannot satisfy the capacity request.
7903                          * IOW, placing the task there would make the CPU
7904                          * overutilized. Take uclamp into account to see how
7905                          * much capacity we can get out of the CPU; this is
7906                          * aligned with sched_cpu_util().
7907                          */
7908                         if (uclamp_is_used() && !uclamp_rq_is_idle(rq)) {
7909                                 /*
7910                                  * Open code uclamp_rq_util_with() except for
7911                                  * the clamp() part. Ie: apply max aggregation
7912                                  * only. util_fits_cpu() logic requires to
7913                                  * operate on non clamped util but must use the
7914                                  * max-aggregated uclamp_{min, max}.
7915                                  */
7916                                 rq_util_min = uclamp_rq_get(rq, UCLAMP_MIN);
7917                                 rq_util_max = uclamp_rq_get(rq, UCLAMP_MAX);
7918
7919                                 util_min = max(rq_util_min, p_util_min);
7920                                 util_max = max(rq_util_max, p_util_max);
7921                         }
7922
7923                         fits = util_fits_cpu(util, util_min, util_max, cpu);
7924                         if (!fits)
7925                                 continue;
7926
7927                         lsub_positive(&cpu_cap, util);
7928
7929                         if (cpu == prev_cpu) {
7930                                 /* Always use prev_cpu as a candidate. */
7931                                 prev_spare_cap = cpu_cap;
7932                                 prev_fits = fits;
7933                         } else if ((fits > max_fits) ||
7934                                    ((fits == max_fits) && ((long)cpu_cap > max_spare_cap))) {
7935                                 /*
7936                                  * Find the CPU with the maximum spare capacity
7937                                  * among the remaining CPUs in the performance
7938                                  * domain.
7939                                  */
7940                                 max_spare_cap = cpu_cap;
7941                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
7942                                 max_fits = fits;
7943                         }
7944                 }
7945
7946                 if (max_spare_cap_cpu < 0 && prev_spare_cap < 0)
7947                         continue;
7948
7949                 eenv_pd_busy_time(&eenv, cpus, p);
7950                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
7951                 base_energy = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p, -1);
7952
7953                 /* Evaluate the energy impact of using prev_cpu. */
7954                 if (prev_spare_cap > -1) {
7955                         prev_delta = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p,
7956                                                     prev_cpu);
7957                         /* CPU utilization has changed */
7958                         if (prev_delta < base_energy)
7959                                 goto unlock;
7960                         prev_delta -= base_energy;
7961                         prev_thermal_cap = cpu_thermal_cap;
7962                         best_delta = min(best_delta, prev_delta);
7963                 }
7964
7965                 /* Evaluate the energy impact of using max_spare_cap_cpu. */
7966                 if (max_spare_cap_cpu >= 0 && max_spare_cap > prev_spare_cap) {
7967                         /* Current best energy cpu fits better */
7968                         if (max_fits < best_fits)
7969                                 continue;
7970
7971                         /*
7972                          * Both don't fit performance hint (i.e. uclamp_min)
7973                          * but best energy cpu has better capacity.
7974                          */
7975                         if ((max_fits < 0) &&
7976                             (cpu_thermal_cap <= best_thermal_cap))
7977                                 continue;
7978
7979                         cur_delta = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p,
7980                                                    max_spare_cap_cpu);
7981                         /* CPU utilization has changed */
7982                         if (cur_delta < base_energy)
7983                                 goto unlock;
7984                         cur_delta -= base_energy;
7985
7986                         /*
7987                          * Both fit for the task but best energy cpu has lower
7988                          * energy impact.
7989                          */
7990                         if ((max_fits > 0) && (best_fits > 0) &&
7991                             (cur_delta >= best_delta))
7992                                 continue;
7993
7994                         best_delta = cur_delta;
7995                         best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
7996                         best_fits = max_fits;
7997                         best_thermal_cap = cpu_thermal_cap;
7998                 }
7999         }
8000         rcu_read_unlock();
8001
8002         if ((best_fits > prev_fits) ||
8003             ((best_fits > 0) && (best_delta < prev_delta)) ||
8004             ((best_fits < 0) && (best_thermal_cap > prev_thermal_cap)))
8005                 target = best_energy_cpu;
8006
8007         return target;
8008
8009 unlock:
8010         rcu_read_unlock();
8011
8012         return target;
8013 }
8014
8015 /*
8016  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
8017  * that have the relevant SD flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
8018  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
8019  *
8020  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
8021  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
8022  *
8023  * Returns the target CPU number.
8024  */
8025 static int
8026 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int wake_flags)
8027 {
8028         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
8029         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
8030         int cpu = smp_processor_id();
8031         int new_cpu = prev_cpu;
8032         int want_affine = 0;
8033         /* SD_flags and WF_flags share the first nibble */
8034         int sd_flag = wake_flags & 0xF;
8035
8036         /*
8037          * required for stable ->cpus_allowed
8038          */
8039         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
8040         if (wake_flags & WF_TTWU) {
8041                 record_wakee(p);
8042
8043                 if ((wake_flags & WF_CURRENT_CPU) &&
8044                     cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
8045                         return cpu;
8046
8047                 if (sched_energy_enabled()) {
8048                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
8049                         if (new_cpu >= 0)
8050                                 return new_cpu;
8051                         new_cpu = prev_cpu;
8052                 }
8053
8054                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
8055         }
8056
8057         rcu_read_lock();
8058         for_each_domain(cpu, tmp) {
8059                 /*
8060                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
8061                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
8062                  */
8063                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
8064                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
8065                         if (cpu != prev_cpu)
8066                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
8067
8068                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
8069                         break;
8070                 }
8071
8072                 /*
8073                  * Usually only true for WF_EXEC and WF_FORK, as sched_domains
8074                  * usually do not have SD_BALANCE_WAKE set. That means wakeup
8075                  * will usually go to the fast path.
8076                  */
8077                 if (tmp->flags & sd_flag)
8078                         sd = tmp;
8079                 else if (!want_affine)
8080                         break;
8081         }
8082
8083         if (unlikely(sd)) {
8084                 /* Slow path */
8085                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
8086         } else if (wake_flags & WF_TTWU) { /* XXX always ? */
8087                 /* Fast path */
8088                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
8089         }
8090         rcu_read_unlock();
8091
8092         return new_cpu;
8093 }
8094
8095 /*
8096  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
8097  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
8098  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
8099  */
8100 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
8101 {
8102         struct sched_entity *se = &p->se;
8103
8104         if (!task_on_rq_migrating(p)) {
8105                 remove_entity_load_avg(se);
8106
8107                 /*
8108                  * Here, the task's PELT values have been updated according to
8109                  * the current rq's clock. But if that clock hasn't been
8110                  * updated in a while, a substantial idle time will be missed,
8111                  * leading to an inflation after wake-up on the new rq.
8112                  *
8113                  * Estimate the missing time from the cfs_rq last_update_time
8114                  * and update sched_avg to improve the PELT continuity after
8115                  * migration.
8116                  */
8117                 migrate_se_pelt_lag(se);
8118         }
8119
8120         /* Tell new CPU we are migrated */
8121         se->avg.last_update_time = 0;
8122
8123         update_scan_period(p, new_cpu);
8124 }
8125
8126 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
8127 {
8128         remove_entity_load_avg(&p->se);
8129 }
8130
8131 static int
8132 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
8133 {
8134         if (rq->nr_running)
8135                 return 1;
8136
8137         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
8138 }
8139 #endif /* CONFIG_SMP */
8140
8141 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
8142 {
8143         for_each_sched_entity(se) {
8144                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
8145                         return;
8146                 if (se_is_idle(se))
8147                         return;
8148                 cfs_rq_of(se)->next = se;
8149         }
8150 }
8151
8152 /*
8153  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
8154  */
8155 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
8156 {
8157         struct task_struct *curr = rq->curr;
8158         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
8159         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
8160         int next_buddy_marked = 0;
8161         int cse_is_idle, pse_is_idle;
8162
8163         if (unlikely(se == pse))
8164                 return;
8165
8166         /*
8167          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
8168          * unconditionally check_preempt_curr() after an enqueue (which may have
8169          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
8170          * next-buddy nomination below.
8171          */
8172         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
8173                 return;
8174
8175         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && !(wake_flags & WF_FORK)) {
8176                 set_next_buddy(pse);
8177                 next_buddy_marked = 1;
8178         }
8179
8180         /*
8181          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
8182          * wake up path.
8183          *
8184          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
8185          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
8186          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
8187          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
8188          * below.
8189          */
8190         if (test_tsk_need_resched(curr))
8191                 return;
8192
8193         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
8194         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
8195             likely(!task_has_idle_policy(p)))
8196                 goto preempt;
8197
8198         /*
8199          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
8200          * is driven by the tick):
8201          */
8202         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
8203                 return;
8204
8205         find_matching_se(&se, &pse);
8206         WARN_ON_ONCE(!pse);
8207
8208         cse_is_idle = se_is_idle(se);
8209         pse_is_idle = se_is_idle(pse);
8210
8211         /*
8212          * Preempt an idle group in favor of a non-idle group (and don't preempt
8213          * in the inverse case).
8214          */
8215         if (cse_is_idle && !pse_is_idle)
8216                 goto preempt;
8217         if (cse_is_idle != pse_is_idle)
8218                 return;
8219
8220         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8221         update_curr(cfs_rq);
8222
8223         /*
8224          * XXX pick_eevdf(cfs_rq) != se ?
8225          */
8226         if (pick_eevdf(cfs_rq) == pse)
8227                 goto preempt;
8228
8229         return;
8230
8231 preempt:
8232         resched_curr(rq);
8233 }
8234
8235 #ifdef CONFIG_SMP
8236 static struct task_struct *pick_task_fair(struct rq *rq)
8237 {
8238         struct sched_entity *se;
8239         struct cfs_rq *cfs_rq;
8240
8241 again:
8242         cfs_rq = &rq->cfs;
8243         if (!cfs_rq->nr_running)
8244                 return NULL;
8245
8246         do {
8247                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
8248
8249                 /* When we pick for a remote RQ, we'll not have done put_prev_entity() */
8250                 if (curr) {
8251                         if (curr->on_rq)
8252                                 update_curr(cfs_rq);
8253                         else
8254                                 curr = NULL;
8255
8256                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
8257                                 goto again;
8258                 }
8259
8260                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
8261                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8262         } while (cfs_rq);
8263
8264         return task_of(se);
8265 }
8266 #endif
8267
8268 struct task_struct *
8269 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
8270 {
8271         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
8272         struct sched_entity *se;
8273         struct task_struct *p;
8274         int new_tasks;
8275
8276 again:
8277         if (!sched_fair_runnable(rq))
8278                 goto idle;
8279
8280 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8281         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
8282                 goto simple;
8283
8284         /*
8285          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
8286          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
8287          *
8288          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
8289          * hierarchy, only change the part that actually changes.
8290          */
8291
8292         do {
8293                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
8294
8295                 /*
8296                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
8297                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
8298                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
8299                  * forget we've ever seen it.
8300                  */
8301                 if (curr) {
8302                         if (curr->on_rq)
8303                                 update_curr(cfs_rq);
8304                         else
8305                                 curr = NULL;
8306
8307                         /*
8308                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
8309                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
8310                          * Therefore the nr_running test will indeed
8311                          * be correct.
8312                          */
8313                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
8314                                 cfs_rq = &rq->cfs;
8315
8316                                 if (!cfs_rq->nr_running)
8317                                         goto idle;
8318
8319                                 goto simple;
8320                         }
8321                 }
8322
8323                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
8324                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8325         } while (cfs_rq);
8326
8327         p = task_of(se);
8328
8329         /*
8330          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
8331          * is a different task than we started out with, try and touch the
8332          * least amount of cfs_rqs.
8333          */
8334         if (prev != p) {
8335                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
8336
8337                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
8338                         int se_depth = se->depth;
8339                         int pse_depth = pse->depth;
8340
8341                         if (se_depth <= pse_depth) {
8342                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
8343                                 pse = parent_entity(pse);
8344                         }
8345                         if (se_depth >= pse_depth) {
8346                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
8347                                 se = parent_entity(se);
8348                         }
8349                 }
8350
8351                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
8352                 set_next_entity(cfs_rq, se);
8353         }
8354
8355         goto done;
8356 simple:
8357 #endif
8358         if (prev)
8359                 put_prev_task(rq, prev);
8360
8361         do {
8362                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
8363                 set_next_entity(cfs_rq, se);
8364                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8365         } while (cfs_rq);
8366
8367         p = task_of(se);
8368
8369 done: __maybe_unused;
8370 #ifdef CONFIG_SMP
8371         /*
8372          * Move the next running task to the front of
8373          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
8374          * one.
8375          */
8376         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
8377 #endif
8378
8379         if (hrtick_enabled_fair(rq))
8380                 hrtick_start_fair(rq, p);
8381
8382         update_misfit_status(p, rq);
8383         sched_fair_update_stop_tick(rq, p);
8384
8385         return p;
8386
8387 idle:
8388         if (!rf)
8389                 return NULL;
8390
8391         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
8392
8393         /*
8394          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
8395          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
8396          * must re-start the pick_next_entity() loop.
8397          */
8398         if (new_tasks < 0)
8399                 return RETRY_TASK;
8400
8401         if (new_tasks > 0)
8402                 goto again;
8403
8404         /*
8405          * rq is about to be idle, check if we need to update the
8406          * lost_idle_time of clock_pelt
8407          */
8408         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
8409
8410         return NULL;
8411 }
8412
8413 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
8414 {
8415         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
8416 }
8417
8418 /*
8419  * Account for a descheduled task:
8420  */
8421 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
8422 {
8423         struct sched_entity *se = &prev->se;
8424         struct cfs_rq *cfs_rq;
8425
8426         for_each_sched_entity(se) {
8427                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8428                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
8429         }
8430 }
8431
8432 /*
8433  * sched_yield() is very simple
8434  */
8435 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
8436 {
8437         struct task_struct *curr = rq->curr;
8438         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
8439         struct sched_entity *se = &curr->se;
8440
8441         /*
8442          * Are we the only task in the tree?
8443          */
8444         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
8445                 return;
8446
8447         clear_buddies(cfs_rq, se);
8448
8449         update_rq_clock(rq);
8450         /*
8451          * Update run-time statistics of the 'current'.
8452          */
8453         update_curr(cfs_rq);
8454         /*
8455          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
8456          * so we don't do microscopic update in schedule()
8457          * and double the fastpath cost.
8458          */
8459         rq_clock_skip_update(rq);
8460
8461         se->deadline += calc_delta_fair(se->slice, se);
8462 }
8463
8464 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8465 {
8466         struct sched_entity *se = &p->se;
8467
8468         /* throttled hierarchies are not runnable */
8469         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
8470                 return false;
8471
8472         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
8473         set_next_buddy(se);
8474
8475         yield_task_fair(rq);
8476
8477         return true;
8478 }
8479
8480 #ifdef CONFIG_SMP
8481 /**************************************************
8482  * Fair scheduling class load-balancing methods.
8483  *
8484  * BASICS
8485  *
8486  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
8487  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
8488  * time to each task. This is expressed in the following equation:
8489  *
8490  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
8491  *
8492  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
8493  * W_i,0 is defined as:
8494  *
8495  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
8496  *
8497  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
8498  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
8499  *
8500  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
8501  * weight:
8502  *
8503  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
8504  *
8505  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
8506  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
8507  * can also include other factors [XXX].
8508  *
8509  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
8510  * directly from (1):
8511  *
8512  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
8513  *
8514  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
8515  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
8516  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
8517  *
8518  * [XXX expand on:
8519  *     - infeasible weights;
8520  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
8521  *
8522  *
8523  * SCHED DOMAINS
8524  *
8525  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
8526  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
8527  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
8528  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
8529  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
8530  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
8531  * the groups.
8532  *
8533  * This yields:
8534  *
8535  *     log_2 n     1     n
8536  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
8537  *     i = 0      2^i   2^i
8538  *                               `- size of each group
8539  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
8540  *         |         `- freq
8541  *         `- sum over all levels
8542  *
8543  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
8544  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
8545  *
8546  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
8547  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
8548  *
8549  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
8550  *
8551  *             log_2 n
8552  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
8553  *             k = 0
8554  *
8555  * And you'll find that:
8556  *
8557  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
8558  *
8559  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
8560  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
8561  * of:
8562  *
8563  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
8564  *
8565  *
8566  * WORK CONSERVING
8567  *
8568  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
8569  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
8570  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
8571  *
8572  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
8573  * time.
8574  *
8575  * [XXX more?]
8576  *
8577  *
8578  * CGROUPS
8579  *
8580  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
8581  *
8582  *                                s_k,i
8583  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
8584  *                                 S_k
8585  *
8586  * Where
8587  *
8588  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
8589  *
8590  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
8591  *
8592  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
8593  * property.
8594  *
8595  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
8596  *      rewrite all of this once again.]
8597  */
8598
8599 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
8600
8601 enum fbq_type { regular, remote, all };
8602
8603 /*
8604  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
8605  *
8606  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
8607  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
8608  * group. See update_sd_pick_busiest().
8609  */
8610 enum group_type {
8611         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
8612         group_has_spare = 0,
8613         /*
8614          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
8615          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
8616          */
8617         group_fully_busy,
8618         /*
8619          * One task doesn't fit with CPU's capacity and must be migrated to a
8620          * more powerful CPU.
8621          */
8622         group_misfit_task,
8623         /*
8624          * Balance SMT group that's fully busy. Can benefit from migration
8625          * a task on SMT with busy sibling to another CPU on idle core.
8626          */
8627         group_smt_balance,
8628         /*
8629          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
8630          * and the task should be migrated to it instead of running on the
8631          * current CPU.
8632          */
8633         group_asym_packing,
8634         /*
8635          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
8636          * from balancing the load across the system.
8637          */
8638         group_imbalanced,
8639         /*
8640          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
8641          * tasks.
8642          */
8643         group_overloaded
8644 };
8645
8646 enum migration_type {
8647         migrate_load = 0,
8648         migrate_util,
8649         migrate_task,
8650         migrate_misfit
8651 };
8652
8653 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
8654 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
8655 #define LBF_DST_PINNED  0x04
8656 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
8657 #define LBF_ACTIVE_LB   0x10
8658
8659 struct lb_env {
8660         struct sched_domain     *sd;
8661
8662         struct rq               *src_rq;
8663         int                     src_cpu;
8664
8665         int                     dst_cpu;
8666         struct rq               *dst_rq;
8667
8668         struct cpumask          *dst_grpmask;
8669         int                     new_dst_cpu;
8670         enum cpu_idle_type      idle;
8671         long                    imbalance;
8672         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
8673         struct cpumask          *cpus;
8674
8675         unsigned int            flags;
8676
8677         unsigned int            loop;
8678         unsigned int            loop_break;
8679         unsigned int            loop_max;
8680
8681         enum fbq_type           fbq_type;
8682         enum migration_type     migration_type;
8683         struct list_head        tasks;
8684 };
8685
8686 /*
8687  * Is this task likely cache-hot:
8688  */
8689 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
8690 {
8691         s64 delta;
8692
8693         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8694
8695         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
8696                 return 0;
8697
8698         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
8699                 return 0;
8700
8701         /* SMT siblings share cache */
8702         if (env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
8703                 return 0;
8704
8705         /*
8706          * Buddy candidates are cache hot:
8707          */
8708         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
8709             (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next))
8710                 return 1;
8711
8712         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
8713                 return 1;
8714
8715         /*
8716          * Don't migrate task if the task's cookie does not match
8717          * with the destination CPU's core cookie.
8718          */
8719         if (!sched_core_cookie_match(cpu_rq(env->dst_cpu), p))
8720                 return 1;
8721
8722         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
8723                 return 0;
8724
8725         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
8726
8727         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
8728 }
8729
8730 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8731 /*
8732  * Returns 1, if task migration degrades locality
8733  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
8734  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
8735  */
8736 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
8737 {
8738         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
8739         unsigned long src_weight, dst_weight;
8740         int src_nid, dst_nid, dist;
8741
8742         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
8743                 return -1;
8744
8745         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
8746                 return -1;
8747
8748         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
8749         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
8750
8751         if (src_nid == dst_nid)
8752                 return -1;
8753
8754         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
8755         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
8756                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
8757                         return 1;
8758                 else
8759                         return -1;
8760         }
8761
8762         /* Encourage migration to the preferred node. */
8763         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
8764                 return 0;
8765
8766         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
8767         if (env->idle == CPU_IDLE)
8768                 return -1;
8769
8770         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
8771         if (numa_group) {
8772                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
8773                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
8774         } else {
8775                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
8776                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
8777         }
8778
8779         return dst_weight < src_weight;
8780 }
8781
8782 #else
8783 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
8784                                              struct lb_env *env)
8785 {
8786         return -1;
8787 }
8788 #endif
8789
8790 /*
8791  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
8792  */
8793 static
8794 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
8795 {
8796         int tsk_cache_hot;
8797
8798         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8799
8800         /*
8801          * We do not migrate tasks that are:
8802          * 1) throttled_lb_pair, or
8803          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
8804          * 3) running (obviously), or
8805          * 4) are cache-hot on their current CPU.
8806          */
8807         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
8808                 return 0;
8809
8810         /* Disregard pcpu kthreads; they are where they need to be. */
8811         if (kthread_is_per_cpu(p))
8812                 return 0;
8813
8814         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
8815                 int cpu;
8816
8817                 schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_affine);
8818
8819                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
8820
8821                 /*
8822                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
8823                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
8824                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
8825                  *
8826                  * Avoid computing new_dst_cpu
8827                  * - for NEWLY_IDLE
8828                  * - if we have already computed one in current iteration
8829                  * - if it's an active balance
8830                  */
8831                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE ||
8832                     env->flags & (LBF_DST_PINNED | LBF_ACTIVE_LB))
8833                         return 0;
8834
8835                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
8836                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
8837                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
8838                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
8839                                 env->new_dst_cpu = cpu;
8840                                 break;
8841                         }
8842                 }
8843
8844                 return 0;
8845         }
8846
8847         /* Record that we found at least one task that could run on dst_cpu */
8848         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
8849
8850         if (task_on_cpu(env->src_rq, p)) {
8851                 schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_running);
8852                 return 0;
8853         }
8854
8855         /*
8856          * Aggressive migration if:
8857          * 1) active balance
8858          * 2) destination numa is preferred
8859          * 3) task is cache cold, or
8860          * 4) too many balance attempts have failed.
8861          */
8862         if (env->flags & LBF_ACTIVE_LB)
8863                 return 1;
8864
8865         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
8866         if (tsk_cache_hot == -1)
8867                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
8868
8869         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
8870             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
8871                 if (tsk_cache_hot == 1) {
8872                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
8873                         schedstat_inc(p->stats.nr_forced_migrations);
8874                 }
8875                 return 1;
8876         }
8877
8878         schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_hot);
8879         return 0;
8880 }
8881
8882 /*
8883  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
8884  */
8885 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
8886 {
8887         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8888
8889         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
8890         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
8891 }
8892
8893 /*
8894  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
8895  * part of active balancing operations within "domain".
8896  *
8897  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
8898  */
8899 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
8900 {
8901         struct task_struct *p;
8902
8903         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8904
8905         list_for_each_entry_reverse(p,
8906                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
8907                 if (!can_migrate_task(p, env))
8908                         continue;
8909
8910                 detach_task(p, env);
8911
8912                 /*
8913                  * Right now, this is only the second place where
8914                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
8915                  * so we can safely collect stats here rather than
8916                  * inside detach_tasks().
8917                  */
8918                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
8919                 return p;
8920         }
8921         return NULL;
8922 }
8923
8924 /*
8925  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
8926  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
8927  *
8928  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
8929  */
8930 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
8931 {
8932         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
8933         unsigned long util, load;
8934         struct task_struct *p;
8935         int detached = 0;
8936
8937         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8938
8939         /*
8940          * Source run queue has been emptied by another CPU, clear
8941          * LBF_ALL_PINNED flag as we will not test any task.
8942          */
8943         if (env->src_rq->nr_running <= 1) {
8944                 env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
8945                 return 0;
8946         }
8947
8948         if (env->imbalance <= 0)
8949                 return 0;
8950
8951         while (!list_empty(tasks)) {
8952                 /*
8953                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
8954                  * which could at worst lead to a livelock crash.
8955                  */
8956                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
8957                         break;
8958
8959                 env->loop++;
8960                 /*
8961                  * We've more or less seen every task there is, call it quits
8962                  * unless we haven't found any movable task yet.
8963                  */
8964                 if (env->loop > env->loop_max &&
8965                     !(env->flags & LBF_ALL_PINNED))
8966                         break;
8967
8968                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
8969                 if (env->loop > env->loop_break) {
8970                         env->loop_break += SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
8971                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
8972                         break;
8973                 }
8974
8975                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
8976
8977                 if (!can_migrate_task(p, env))
8978                         goto next;
8979
8980                 switch (env->migration_type) {
8981                 case migrate_load:
8982                         /*
8983                          * Depending of the number of CPUs and tasks and the
8984                          * cgroup hierarchy, task_h_load() can return a null
8985                          * value. Make sure that env->imbalance decreases
8986                          * otherwise detach_tasks() will stop only after
8987                          * detaching up to loop_max tasks.
8988                          */
8989                         load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
8990
8991                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
8992                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
8993                                 goto next;
8994
8995                         /*
8996                          * Make sure that we don't migrate too much load.
8997                          * Nevertheless, let relax the constraint if
8998                          * scheduler fails to find a good waiting task to
8999                          * migrate.
9000                          */
9001                         if (shr_bound(load, env->sd->nr_balance_failed) > env->imbalance)
9002                                 goto next;
9003
9004                         env->imbalance -= load;
9005                         break;
9006
9007                 case migrate_util:
9008                         util = task_util_est(p);
9009
9010                         if (util > env->imbalance)
9011                                 goto next;
9012
9013                         env->imbalance -= util;
9014                         break;
9015
9016                 case migrate_task:
9017                         env->imbalance--;
9018                         break;
9019
9020                 case migrate_misfit:
9021                         /* This is not a misfit task */
9022                         if (task_fits_cpu(p, env->src_cpu))
9023                                 goto next;
9024
9025                         env->imbalance = 0;
9026                         break;
9027                 }
9028
9029                 detach_task(p, env);
9030                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
9031
9032                 detached++;
9033
9034 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
9035                 /*
9036                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
9037                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
9038                  * the critical section.
9039                  */
9040                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9041                         break;
9042 #endif
9043
9044                 /*
9045                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
9046                  * load/util/tasks.
9047                  */
9048                 if (env->imbalance <= 0)
9049                         break;
9050
9051                 continue;
9052 next:
9053                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
9054         }
9055
9056         /*
9057          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
9058          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
9059          * than inside detach_one_task().
9060          */
9061         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
9062
9063         return detached;
9064 }
9065
9066 /*
9067  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
9068  */
9069 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9070 {
9071         lockdep_assert_rq_held(rq);
9072
9073         WARN_ON_ONCE(task_rq(p) != rq);
9074         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
9075         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9076 }
9077
9078 /*
9079  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
9080  * its new rq.
9081  */
9082 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9083 {
9084         struct rq_flags rf;
9085
9086         rq_lock(rq, &rf);
9087         update_rq_clock(rq);
9088         attach_task(rq, p);
9089         rq_unlock(rq, &rf);
9090 }
9091
9092 /*
9093  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
9094  * new rq.
9095  */
9096 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
9097 {
9098         struct list_head *tasks = &env->tasks;
9099         struct task_struct *p;
9100         struct rq_flags rf;
9101
9102         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
9103         update_rq_clock(env->dst_rq);
9104
9105         while (!list_empty(tasks)) {
9106                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
9107                 list_del_init(&p->se.group_node);
9108
9109                 attach_task(env->dst_rq, p);
9110         }
9111
9112         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
9113 }
9114
9115 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9116 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
9117 {
9118         if (cfs_rq->avg.load_avg)
9119                 return true;
9120
9121         if (cfs_rq->avg.util_avg)
9122                 return true;
9123
9124         return false;
9125 }
9126
9127 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
9128 {
9129         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
9130                 return true;
9131
9132         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
9133                 return true;
9134
9135         if (thermal_load_avg(rq))
9136                 return true;
9137
9138 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
9139         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
9140                 return true;
9141 #endif
9142
9143         return false;
9144 }
9145
9146 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq)
9147 {
9148         WRITE_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick, jiffies);
9149 }
9150
9151 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
9152 {
9153         if (!has_blocked)
9154                 rq->has_blocked_load = 0;
9155 }
9156 #else
9157 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
9158 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
9159 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq) {}
9160 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
9161 #endif
9162
9163 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
9164 {
9165         const struct sched_class *curr_class;
9166         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
9167         unsigned long thermal_pressure;
9168         bool decayed;
9169
9170         /*
9171          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
9172          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
9173          */
9174         curr_class = rq->curr->sched_class;
9175
9176         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
9177
9178         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
9179                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
9180                   update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure) |
9181                   update_irq_load_avg(rq, 0);
9182
9183         if (others_have_blocked(rq))
9184                 *done = false;
9185
9186         return decayed;
9187 }
9188
9189 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9190
9191 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
9192 {
9193         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
9194         bool decayed = false;
9195         int cpu = cpu_of(rq);
9196
9197         /*
9198          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
9199          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
9200          */
9201         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
9202                 struct sched_entity *se;
9203
9204                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
9205                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
9206
9207                         if (cfs_rq->nr_running == 0)
9208                                 update_idle_cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
9209
9210                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
9211                                 decayed = true;
9212                 }
9213
9214                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
9215                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
9216                 if (se && !skip_blocked_update(se))
9217                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
9218
9219                 /*
9220                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
9221                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
9222                  */
9223                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
9224                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
9225
9226                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
9227                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
9228                         *done = false;
9229         }
9230
9231         return decayed;
9232 }
9233
9234 /*
9235  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
9236  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
9237  * group is a fraction of its parents load.
9238  */
9239 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
9240 {
9241         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
9242         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
9243         unsigned long now = jiffies;
9244         unsigned long load;
9245
9246         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
9247                 return;
9248
9249         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
9250         for_each_sched_entity(se) {
9251                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9252                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
9253                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
9254                         break;
9255         }
9256
9257         if (!se) {
9258                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
9259                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
9260         }
9261
9262         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
9263                 load = cfs_rq->h_load;
9264                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
9265                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
9266                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
9267                 cfs_rq->h_load = load;
9268                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
9269         }
9270 }
9271
9272 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
9273 {
9274         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
9275
9276         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
9277         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
9278                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
9279 }
9280 #else
9281 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
9282 {
9283         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
9284         bool decayed;
9285
9286         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
9287         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
9288                 *done = false;
9289
9290         return decayed;
9291 }
9292
9293 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
9294 {
9295         return p->se.avg.load_avg;
9296 }
9297 #endif
9298
9299 static void update_blocked_averages(int cpu)
9300 {
9301         bool decayed = false, done = true;
9302         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9303         struct rq_flags rf;
9304
9305         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9306         update_blocked_load_tick(rq);
9307         update_rq_clock(rq);
9308
9309         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
9310         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
9311
9312         update_blocked_load_status(rq, !done);
9313         if (decayed)
9314                 cpufreq_update_util(rq, 0);
9315         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9316 }
9317
9318 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
9319
9320 /*
9321  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
9322  */
9323 struct sg_lb_stats {
9324         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
9325         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
9326         unsigned long group_capacity;
9327         unsigned long group_util; /* Total utilization over the CPUs of the group */
9328         unsigned long group_runnable; /* Total runnable time over the CPUs of the group */
9329         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
9330         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
9331         unsigned int idle_cpus;
9332         unsigned int group_weight;
9333         enum group_type group_type;
9334         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
9335         unsigned int group_smt_balance;  /* Task on busy SMT be moved */
9336         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
9337 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9338         unsigned int nr_numa_running;
9339         unsigned int nr_preferred_running;
9340 #endif
9341 };
9342
9343 /*
9344  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
9345  *               during load balancing.
9346  */
9347 struct sd_lb_stats {
9348         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
9349         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
9350         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
9351         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
9352         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
9353         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
9354
9355         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
9356         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
9357 };
9358
9359 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
9360 {
9361         /*
9362          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
9363          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
9364          * We must however set busiest_stat::group_type and
9365          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
9366          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
9367          */
9368         *sds = (struct sd_lb_stats){
9369                 .busiest = NULL,
9370                 .local = NULL,
9371                 .total_load = 0UL,
9372                 .total_capacity = 0UL,
9373                 .busiest_stat = {
9374                         .idle_cpus = UINT_MAX,
9375                         .group_type = group_has_spare,
9376                 },
9377         };
9378 }
9379
9380 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
9381 {
9382         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9383         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
9384         unsigned long used, free;
9385         unsigned long irq;
9386
9387         irq = cpu_util_irq(rq);
9388
9389         if (unlikely(irq >= max))
9390                 return 1;
9391
9392         /*
9393          * avg_rt.util_avg and avg_dl.util_avg track binary signals
9394          * (running and not running) with weights 0 and 1024 respectively.
9395          * avg_thermal.load_avg tracks thermal pressure and the weighted
9396          * average uses the actual delta max capacity(load).
9397          */
9398         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
9399         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
9400         used += thermal_load_avg(rq);
9401
9402         if (unlikely(used >= max))
9403                 return 1;
9404
9405         free = max - used;
9406
9407         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
9408 }
9409
9410 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
9411 {
9412         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(cpu);
9413         struct sched_group *sdg = sd->groups;
9414
9415         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
9416
9417         if (!capacity)
9418                 capacity = 1;
9419
9420         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
9421         trace_sched_cpu_capacity_tp(cpu_rq(cpu));
9422
9423         sdg->sgc->capacity = capacity;
9424         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
9425         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
9426 }
9427
9428 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
9429 {
9430         struct sched_domain *child = sd->child;
9431         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
9432         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
9433         unsigned long interval;
9434
9435         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
9436         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9437         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
9438
9439         if (!child) {
9440                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
9441                 return;
9442         }
9443
9444         capacity = 0;
9445         min_capacity = ULONG_MAX;
9446         max_capacity = 0;
9447
9448         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
9449                 /*
9450                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
9451                  * span the current group.
9452                  */
9453
9454                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
9455                         unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
9456
9457                         capacity += cpu_cap;
9458                         min_capacity = min(cpu_cap, min_capacity);
9459                         max_capacity = max(cpu_cap, max_capacity);
9460                 }
9461         } else  {
9462                 /*
9463                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
9464                  * span the current group.
9465                  */
9466
9467                 group = child->groups;
9468                 do {
9469                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
9470
9471                         capacity += sgc->capacity;
9472                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
9473                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
9474                         group = group->next;
9475                 } while (group != child->groups);
9476         }
9477
9478         sdg->sgc->capacity = capacity;
9479         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
9480         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
9481 }
9482
9483 /*
9484  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
9485  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
9486  * Return true is the capacity is reduced
9487  */
9488 static inline int
9489 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
9490 {
9491         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
9492                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
9493 }
9494
9495 /*
9496  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
9497  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
9498  * the task's current CPU is heavily pressured.
9499  */
9500 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
9501 {
9502         return rq->misfit_task_load &&
9503                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
9504                  check_cpu_capacity(rq, sd));
9505 }
9506
9507 /*
9508  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
9509  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
9510  *
9511  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
9512  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
9513  * Something like:
9514  *
9515  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
9516  *              *     * * *
9517  *
9518  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
9519  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
9520  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
9521  *
9522  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
9523  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
9524  * moving tasks due to affinity constraints.
9525  *
9526  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
9527  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
9528  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
9529  * to create an effective group imbalance.
9530  *
9531  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
9532  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
9533  * subtle and fragile situation.
9534  */
9535
9536 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
9537 {
9538         return group->sgc->imbalance;
9539 }
9540
9541 /*
9542  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
9543  * be used by some tasks.
9544  * We consider that a group has spare capacity if the number of task is
9545  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
9546  * available capacity for CFS tasks.
9547  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
9548  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
9549  * capacity in meaningful for the load balancer.
9550  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
9551  * any benefit for the load balance.
9552  */
9553 static inline bool
9554 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
9555 {
9556         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
9557                 return true;
9558
9559         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
9560                         (sgs->group_runnable * 100))
9561                 return false;
9562
9563         if ((sgs->group_capacity * 100) >
9564                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
9565                 return true;
9566
9567         return false;
9568 }
9569
9570 /*
9571  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
9572  *  handle.
9573  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
9574  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
9575  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
9576  *  false.
9577  */
9578 static inline bool
9579 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
9580 {
9581         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
9582                 return false;
9583
9584         if ((sgs->group_capacity * 100) <
9585                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
9586                 return true;
9587
9588         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
9589                         (sgs->group_runnable * 100))
9590                 return true;
9591
9592         return false;
9593 }
9594
9595 static inline enum
9596 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
9597                           struct sched_group *group,
9598                           struct sg_lb_stats *sgs)
9599 {
9600         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
9601                 return group_overloaded;
9602
9603         if (sg_imbalanced(group))
9604                 return group_imbalanced;
9605
9606         if (sgs->group_asym_packing)
9607                 return group_asym_packing;
9608
9609         if (sgs->group_smt_balance)
9610                 return group_smt_balance;
9611
9612         if (sgs->group_misfit_task_load)
9613                 return group_misfit_task;
9614
9615         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
9616                 return group_fully_busy;
9617
9618         return group_has_spare;
9619 }
9620
9621 /**
9622  * sched_use_asym_prio - Check whether asym_packing priority must be used
9623  * @sd:         The scheduling domain of the load balancing
9624  * @cpu:        A CPU
9625  *
9626  * Always use CPU priority when balancing load between SMT siblings. When
9627  * balancing load between cores, it is not sufficient that @cpu is idle. Only
9628  * use CPU priority if the whole core is idle.
9629  *
9630  * Returns: True if the priority of @cpu must be followed. False otherwise.
9631  */
9632 static bool sched_use_asym_prio(struct sched_domain *sd, int cpu)
9633 {
9634         if (!sched_smt_active())
9635                 return true;
9636
9637         return sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY || is_core_idle(cpu);
9638 }
9639
9640 /**
9641  * sched_asym - Check if the destination CPU can do asym_packing load balance
9642  * @env:        The load balancing environment
9643  * @sds:        Load-balancing data with statistics of the local group
9644  * @sgs:        Load-balancing statistics of the candidate busiest group
9645  * @group:      The candidate busiest group
9646  *
9647  * @env::dst_cpu can do asym_packing if it has higher priority than the
9648  * preferred CPU of @group.
9649  *
9650  * SMT is a special case. If we are balancing load between cores, @env::dst_cpu
9651  * can do asym_packing balance only if all its SMT siblings are idle. Also, it
9652  * can only do it if @group is an SMT group and has exactly on busy CPU. Larger
9653  * imbalances in the number of CPUS are dealt with in find_busiest_group().
9654  *
9655  * If we are balancing load within an SMT core, or at DIE domain level, always
9656  * proceed.
9657  *
9658  * Return: true if @env::dst_cpu can do with asym_packing load balance. False
9659  * otherwise.
9660  */
9661 static inline bool
9662 sched_asym(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds,  struct sg_lb_stats *sgs,
9663            struct sched_group *group)
9664 {
9665         /* Ensure that the whole local core is idle, if applicable. */
9666         if (!sched_use_asym_prio(env->sd, env->dst_cpu))
9667                 return false;
9668
9669         /*
9670          * CPU priorities does not make sense for SMT cores with more than one
9671          * busy sibling.
9672          */
9673         if (group->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
9674                 if (sgs->group_weight - sgs->idle_cpus != 1)
9675                         return false;
9676         }
9677
9678         return sched_asym_prefer(env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu);
9679 }
9680
9681 /* One group has more than one SMT CPU while the other group does not */
9682 static inline bool smt_vs_nonsmt_groups(struct sched_group *sg1,
9683                                     struct sched_group *sg2)
9684 {
9685         if (!sg1 || !sg2)
9686                 return false;
9687
9688         return (sg1->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) !=
9689                 (sg2->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY);
9690 }
9691
9692 static inline bool smt_balance(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs,
9693                                struct sched_group *group)
9694 {
9695         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
9696                 return false;
9697
9698         /*
9699          * For SMT source group, it is better to move a task
9700          * to a CPU that doesn't have multiple tasks sharing its CPU capacity.
9701          * Note that if a group has a single SMT, SD_SHARE_CPUCAPACITY
9702          * will not be on.
9703          */
9704         if (group->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY &&
9705             sgs->sum_h_nr_running > 1)
9706                 return true;
9707
9708         return false;
9709 }
9710
9711 static inline long sibling_imbalance(struct lb_env *env,
9712                                     struct sd_lb_stats *sds,
9713                                     struct sg_lb_stats *busiest,
9714                                     struct sg_lb_stats *local)
9715 {
9716         int ncores_busiest, ncores_local;
9717         long imbalance;
9718
9719         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE || !busiest->sum_nr_running)
9720                 return 0;
9721
9722         ncores_busiest = sds->busiest->cores;
9723         ncores_local = sds->local->cores;
9724
9725         if (ncores_busiest == ncores_local) {
9726                 imbalance = busiest->sum_nr_running;
9727                 lsub_positive(&imbalance, local->sum_nr_running);
9728                 return imbalance;
9729         }
9730
9731         /* Balance such that nr_running/ncores ratio are same on both groups */
9732         imbalance = ncores_local * busiest->sum_nr_running;
9733         lsub_positive(&imbalance, ncores_busiest * local->sum_nr_running);
9734         /* Normalize imbalance and do rounding on normalization */
9735         imbalance = 2 * imbalance + ncores_local + ncores_busiest;
9736         imbalance /= ncores_local + ncores_busiest;
9737
9738         /* Take advantage of resource in an empty sched group */
9739         if (imbalance <= 1 && local->sum_nr_running == 0 &&
9740             busiest->sum_nr_running > 1)
9741                 imbalance = 2;
9742
9743         return imbalance;
9744 }
9745
9746 static inline bool
9747 sched_reduced_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
9748 {
9749         /*
9750          * When there is more than 1 task, the group_overloaded case already
9751          * takes care of cpu with reduced capacity
9752          */
9753         if (rq->cfs.h_nr_running != 1)
9754                 return false;
9755
9756         return check_cpu_capacity(rq, sd);
9757 }
9758
9759 /**
9760  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
9761  * @env: The load balancing environment.
9762  * @sds: Load-balancing data with statistics of the local group.
9763  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
9764  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
9765  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
9766  */
9767 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
9768                                       struct sd_lb_stats *sds,
9769                                       struct sched_group *group,
9770                                       struct sg_lb_stats *sgs,
9771                                       int *sg_status)
9772 {
9773         int i, nr_running, local_group;
9774
9775         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
9776
9777         local_group = group == sds->local;
9778
9779         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
9780                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9781                 unsigned long load = cpu_load(rq);
9782
9783                 sgs->group_load += load;
9784                 sgs->group_util += cpu_util_cfs(i);
9785                 sgs->group_runnable += cpu_runnable(rq);
9786                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
9787
9788                 nr_running = rq->nr_running;
9789                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
9790
9791                 if (nr_running > 1)
9792                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
9793
9794                 if (cpu_overutilized(i))
9795                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
9796
9797 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9798                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
9799                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
9800 #endif
9801                 /*
9802                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
9803                  */
9804                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
9805                         sgs->idle_cpus++;
9806                         /* Idle cpu can't have misfit task */
9807                         continue;
9808                 }
9809
9810                 if (local_group)
9811                         continue;
9812
9813                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
9814                         /* Check for a misfit task on the cpu */
9815                         if (sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
9816                                 sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
9817                                 *sg_status |= SG_OVERLOAD;
9818                         }
9819                 } else if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
9820                            sched_reduced_capacity(rq, env->sd)) {
9821                         /* Check for a task running on a CPU with reduced capacity */
9822                         if (sgs->group_misfit_task_load < load)
9823                                 sgs->group_misfit_task_load = load;
9824                 }
9825         }
9826
9827         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
9828
9829         sgs->group_weight = group->group_weight;
9830
9831         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
9832         if (!local_group && env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING &&
9833             env->idle != CPU_NOT_IDLE && sgs->sum_h_nr_running &&
9834             sched_asym(env, sds, sgs, group)) {
9835                 sgs->group_asym_packing = 1;
9836         }
9837
9838         /* Check for loaded SMT group to be balanced to dst CPU */
9839         if (!local_group && smt_balance(env, sgs, group))
9840                 sgs->group_smt_balance = 1;
9841
9842         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
9843
9844         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
9845         if (sgs->group_type == group_overloaded)
9846                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9847                                 sgs->group_capacity;
9848 }
9849
9850 /**
9851  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
9852  * @env: The load balancing environment.
9853  * @sds: sched_domain statistics
9854  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
9855  * @sgs: sched_group statistics
9856  *
9857  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
9858  * busiest group.
9859  *
9860  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
9861  * busiest group. %false otherwise.
9862  */
9863 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
9864                                    struct sd_lb_stats *sds,
9865                                    struct sched_group *sg,
9866                                    struct sg_lb_stats *sgs)
9867 {
9868         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
9869
9870         /* Make sure that there is at least one task to pull */
9871         if (!sgs->sum_h_nr_running)
9872                 return false;
9873
9874         /*
9875          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
9876          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
9877          * CPUs in the group should either be possible to resolve
9878          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
9879          */
9880         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
9881             (sgs->group_type == group_misfit_task) &&
9882             (!capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), sg->sgc->max_capacity) ||
9883              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
9884                 return false;
9885
9886         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
9887                 return true;
9888
9889         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
9890                 return false;
9891
9892         /*
9893          * The candidate and the current busiest group are the same type of
9894          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
9895          */
9896
9897         switch (sgs->group_type) {
9898         case group_overloaded:
9899                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
9900                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
9901                         return false;
9902                 break;
9903
9904         case group_imbalanced:
9905                 /*
9906                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
9907                  * choose one more than another.
9908                  */
9909                 return false;
9910
9911         case group_asym_packing:
9912                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
9913                 if (sched_asym_prefer(sg->asym_prefer_cpu, sds->busiest->asym_prefer_cpu))
9914                         return false;
9915                 break;
9916
9917         case group_misfit_task:
9918                 /*
9919                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
9920                  * misfit.
9921                  */
9922                 if (sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
9923                         return false;
9924                 break;
9925
9926         case group_smt_balance:
9927                 /*
9928                  * Check if we have spare CPUs on either SMT group to
9929                  * choose has spare or fully busy handling.
9930                  */
9931                 if (sgs->idle_cpus != 0 || busiest->idle_cpus != 0)
9932                         goto has_spare;
9933
9934                 fallthrough;
9935
9936         case group_fully_busy:
9937                 /*
9938                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
9939                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
9940                  * group because tasks have all compute capacity that they need
9941                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
9942                  * contention when accessing shared HW resources.
9943                  *
9944                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
9945                  * select the 1st one, except if @sg is composed of SMT
9946                  * siblings.
9947                  */
9948
9949                 if (sgs->avg_load < busiest->avg_load)
9950                         return false;
9951
9952                 if (sgs->avg_load == busiest->avg_load) {
9953                         /*
9954                          * SMT sched groups need more help than non-SMT groups.
9955                          * If @sg happens to also be SMT, either choice is good.
9956                          */
9957                         if (sds->busiest->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
9958                                 return false;
9959                 }
9960
9961                 break;
9962
9963         case group_has_spare:
9964                 /*
9965                  * Do not pick sg with SMT CPUs over sg with pure CPUs,
9966                  * as we do not want to pull task off SMT core with one task
9967                  * and make the core idle.
9968                  */
9969                 if (smt_vs_nonsmt_groups(sds->busiest, sg)) {
9970                         if (sg->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY && sgs->sum_h_nr_running <= 1)
9971                                 return false;
9972                         else
9973                                 return true;
9974                 }
9975 has_spare:
9976
9977                 /*
9978                  * Select not overloaded group with lowest number of idle cpus
9979                  * and highest number of running tasks. We could also compare
9980                  * the spare capacity which is more stable but it can end up
9981                  * that the group has less spare capacity but finally more idle
9982                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
9983                  */
9984                 if (sgs->idle_cpus > busiest->idle_cpus)
9985                         return false;
9986                 else if ((sgs->idle_cpus == busiest->idle_cpus) &&
9987                          (sgs->sum_nr_running <= busiest->sum_nr_running))
9988                         return false;
9989
9990                 break;
9991         }
9992
9993         /*
9994          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
9995          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
9996          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
9997          * considered.
9998          */
9999         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
10000             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
10001             (capacity_greater(sg->sgc->min_capacity, capacity_of(env->dst_cpu))))
10002                 return false;
10003
10004         return true;
10005 }
10006
10007 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10008 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
10009 {
10010         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
10011                 return regular;
10012         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
10013                 return remote;
10014         return all;
10015 }
10016
10017 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
10018 {
10019         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
10020                 return regular;
10021         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
10022                 return remote;
10023         return all;
10024 }
10025 #else
10026 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
10027 {
10028         return all;
10029 }
10030
10031 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
10032 {
10033         return regular;
10034 }
10035 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10036
10037
10038 struct sg_lb_stats;
10039
10040 /*
10041  * task_running_on_cpu - return 1 if @p is running on @cpu.
10042  */
10043
10044 static unsigned int task_running_on_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
10045 {
10046         /* Task has no contribution or is new */
10047         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
10048                 return 0;
10049
10050         if (task_on_rq_queued(p))
10051                 return 1;
10052
10053         return 0;
10054 }
10055
10056 /**
10057  * idle_cpu_without - would a given CPU be idle without p ?
10058  * @cpu: the processor on which idleness is tested.
10059  * @p: task which should be ignored.
10060  *
10061  * Return: 1 if the CPU would be idle. 0 otherwise.
10062  */
10063 static int idle_cpu_without(int cpu, struct task_struct *p)
10064 {
10065         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10066
10067         if (rq->curr != rq->idle && rq->curr != p)
10068                 return 0;
10069
10070         /*
10071          * rq->nr_running can't be used but an updated version without the
10072          * impact of p on cpu must be used instead. The updated nr_running
10073          * be computed and tested before calling idle_cpu_without().
10074          */
10075
10076 #ifdef CONFIG_SMP
10077         if (rq->ttwu_pending)
10078                 return 0;
10079 #endif
10080
10081         return 1;
10082 }
10083
10084 /*
10085  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
10086  * @sd: The sched_domain level to look for idlest group.
10087  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
10088  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
10089  * @p: The task for which we look for the idlest group/CPU.
10090  */
10091 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
10092                                           struct sched_group *group,
10093                                           struct sg_lb_stats *sgs,
10094                                           struct task_struct *p)
10095 {
10096         int i, nr_running;
10097
10098         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
10099
10100         /* Assume that task can't fit any CPU of the group */
10101         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY)
10102                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
10103
10104         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
10105                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
10106                 unsigned int local;
10107
10108                 sgs->group_load += cpu_load_without(rq, p);
10109                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
10110                 sgs->group_runnable += cpu_runnable_without(rq, p);
10111                 local = task_running_on_cpu(i, p);
10112                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running - local;
10113
10114                 nr_running = rq->nr_running - local;
10115                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
10116
10117                 /*
10118                  * No need to call idle_cpu_without() if nr_running is not 0
10119                  */
10120                 if (!nr_running && idle_cpu_without(i, p))
10121                         sgs->idle_cpus++;
10122
10123                 /* Check if task fits in the CPU */
10124                 if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
10125                     sgs->group_misfit_task_load &&
10126                     task_fits_cpu(p, i))
10127                         sgs->group_misfit_task_load = 0;
10128
10129         }
10130
10131         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
10132
10133         sgs->group_weight = group->group_weight;
10134
10135         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
10136
10137         /*
10138          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
10139          * overloaded
10140          */
10141         if (sgs->group_type == group_fully_busy ||
10142                 sgs->group_type == group_overloaded)
10143                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
10144                                 sgs->group_capacity;
10145 }
10146
10147 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
10148                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
10149                                struct sched_group *group,
10150                                struct sg_lb_stats *sgs)
10151 {
10152         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
10153                 return true;
10154
10155         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
10156                 return false;
10157
10158         /*
10159          * The candidate and the current idlest group are the same type of
10160          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
10161          */
10162
10163         switch (sgs->group_type) {
10164         case group_overloaded:
10165         case group_fully_busy:
10166                 /* Select the group with lowest avg_load. */
10167                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
10168                         return false;
10169                 break;
10170
10171         case group_imbalanced:
10172         case group_asym_packing:
10173         case group_smt_balance:
10174                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
10175                 return false;
10176
10177         case group_misfit_task:
10178                 /* Select group with the highest max capacity */
10179                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
10180                         return false;
10181                 break;
10182
10183         case group_has_spare:
10184                 /* Select group with most idle CPUs */
10185                 if (idlest_sgs->idle_cpus > sgs->idle_cpus)
10186                         return false;
10187
10188                 /* Select group with lowest group_util */
10189                 if (idlest_sgs->idle_cpus == sgs->idle_cpus &&
10190                         idlest_sgs->group_util <= sgs->group_util)
10191                         return false;
10192
10193                 break;
10194         }
10195
10196         return true;
10197 }
10198
10199 /*
10200  * find_idlest_group() finds and returns the least busy CPU group within the
10201  * domain.
10202  *
10203  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
10204  */
10205 static struct sched_group *
10206 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
10207 {
10208         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
10209         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
10210         struct sg_lb_stats *sgs;
10211         unsigned long imbalance;
10212         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
10213                         .avg_load = UINT_MAX,
10214                         .group_type = group_overloaded,
10215         };
10216
10217         do {
10218                 int local_group;
10219
10220                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
10221                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
10222                                         p->cpus_ptr))
10223                         continue;
10224
10225                 /* Skip over this group if no cookie matched */
10226                 if (!sched_group_cookie_match(cpu_rq(this_cpu), p, group))
10227                         continue;
10228
10229                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
10230                                                sched_group_span(group));
10231
10232                 if (local_group) {
10233                         sgs = &local_sgs;
10234                         local = group;
10235                 } else {
10236                         sgs = &tmp_sgs;
10237                 }
10238
10239                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
10240
10241                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
10242                         idlest = group;
10243                         idlest_sgs = *sgs;
10244                 }
10245
10246         } while (group = group->next, group != sd->groups);
10247
10248
10249         /* There is no idlest group to push tasks to */
10250         if (!idlest)
10251                 return NULL;
10252
10253         /* The local group has been skipped because of CPU affinity */
10254         if (!local)
10255                 return idlest;
10256
10257         /*
10258          * If the local group is idler than the selected idlest group
10259          * don't try and push the task.
10260          */
10261         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
10262                 return NULL;
10263
10264         /*
10265          * If the local group is busier than the selected idlest group
10266          * try and push the task.
10267          */
10268         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
10269                 return idlest;
10270
10271         switch (local_sgs.group_type) {
10272         case group_overloaded:
10273         case group_fully_busy:
10274
10275                 /* Calculate allowed imbalance based on load */
10276                 imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
10277                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
10278
10279                 /*
10280                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
10281                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
10282                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
10283                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
10284                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
10285                  * and consider staying local.
10286                  */
10287
10288                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
10289                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
10290                         return NULL;
10291
10292                 /*
10293                  * If the local group is less loaded than the selected
10294                  * idlest group don't try and push any tasks.
10295                  */
10296                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
10297                         return NULL;
10298
10299                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
10300                         return NULL;
10301                 break;
10302
10303         case group_imbalanced:
10304         case group_asym_packing:
10305         case group_smt_balance:
10306                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
10307                 return NULL;
10308
10309         case group_misfit_task:
10310                 /* Select group with the highest max capacity */
10311                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
10312                         return NULL;
10313                 break;
10314
10315         case group_has_spare:
10316 #ifdef CONFIG_NUMA
10317                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
10318                         int imb_numa_nr = sd->imb_numa_nr;
10319 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10320                         int idlest_cpu;
10321                         /*
10322                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
10323                          * the preferred node
10324                          */
10325                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
10326                                 return NULL;
10327
10328                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
10329                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
10330                                 return idlest;
10331 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10332                         /*
10333                          * Otherwise, keep the task close to the wakeup source
10334                          * and improve locality if the number of running tasks
10335                          * would remain below threshold where an imbalance is
10336                          * allowed while accounting for the possibility the
10337                          * task is pinned to a subset of CPUs. If there is a
10338                          * real need of migration, periodic load balance will
10339                          * take care of it.
10340                          */
10341                         if (p->nr_cpus_allowed != NR_CPUS) {
10342                                 struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
10343
10344                                 cpumask_and(cpus, sched_group_span(local), p->cpus_ptr);
10345                                 imb_numa_nr = min(cpumask_weight(cpus), sd->imb_numa_nr);
10346                         }
10347
10348                         imbalance = abs(local_sgs.idle_cpus - idlest_sgs.idle_cpus);
10349                         if (!adjust_numa_imbalance(imbalance,
10350                                                    local_sgs.sum_nr_running + 1,
10351                                                    imb_numa_nr)) {
10352                                 return NULL;
10353                         }
10354                 }
10355 #endif /* CONFIG_NUMA */
10356
10357                 /*
10358                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
10359                  * compare the utilization which is more stable but it can end
10360                  * up that the group has less spare capacity but finally more
10361                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
10362                  */
10363                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
10364                         return NULL;
10365                 break;
10366         }
10367
10368         return idlest;
10369 }
10370
10371 static void update_idle_cpu_scan(struct lb_env *env,
10372                                  unsigned long sum_util)
10373 {
10374         struct sched_domain_shared *sd_share;
10375         int llc_weight, pct;
10376         u64 x, y, tmp;
10377         /*
10378          * Update the number of CPUs to scan in LLC domain, which could
10379          * be used as a hint in select_idle_cpu(). The update of sd_share
10380          * could be expensive because it is within a shared cache line.
10381          * So the write of this hint only occurs during periodic load
10382          * balancing, rather than CPU_NEWLY_IDLE, because the latter
10383          * can fire way more frequently than the former.
10384          */
10385         if (!sched_feat(SIS_UTIL) || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
10386                 return;
10387
10388         llc_weight = per_cpu(sd_llc_size, env->dst_cpu);
10389         if (env->sd->span_weight != llc_weight)
10390                 return;
10391
10392         sd_share = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, env->dst_cpu));
10393         if (!sd_share)
10394                 return;
10395
10396         /*
10397          * The number of CPUs to search drops as sum_util increases, when
10398          * sum_util hits 85% or above, the scan stops.
10399          * The reason to choose 85% as the threshold is because this is the
10400          * imbalance_pct(117) when a LLC sched group is overloaded.
10401          *
10402          * let y = SCHED_CAPACITY_SCALE - p * x^2                       [1]
10403          * and y'= y / SCHED_CAPACITY_SCALE
10404          *
10405          * x is the ratio of sum_util compared to the CPU capacity:
10406          * x = sum_util / (llc_weight * SCHED_CAPACITY_SCALE)
10407          * y' is the ratio of CPUs to be scanned in the LLC domain,
10408          * and the number of CPUs to scan is calculated by:
10409          *
10410          * nr_scan = llc_weight * y'                                    [2]
10411          *
10412          * When x hits the threshold of overloaded, AKA, when
10413          * x = 100 / pct, y drops to 0. According to [1],
10414          * p should be SCHED_CAPACITY_SCALE * pct^2 / 10000
10415          *
10416          * Scale x by SCHED_CAPACITY_SCALE:
10417          * x' = sum_util / llc_weight;                                  [3]
10418          *
10419          * and finally [1] becomes:
10420          * y = SCHED_CAPACITY_SCALE -
10421          *     x'^2 * pct^2 / (10000 * SCHED_CAPACITY_SCALE)            [4]
10422          *
10423          */
10424         /* equation [3] */
10425         x = sum_util;
10426         do_div(x, llc_weight);
10427
10428         /* equation [4] */
10429         pct = env->sd->imbalance_pct;
10430         tmp = x * x * pct * pct;
10431         do_div(tmp, 10000 * SCHED_CAPACITY_SCALE);
10432         tmp = min_t(long, tmp, SCHED_CAPACITY_SCALE);
10433         y = SCHED_CAPACITY_SCALE - tmp;
10434
10435         /* equation [2] */
10436         y *= llc_weight;
10437         do_div(y, SCHED_CAPACITY_SCALE);
10438         if ((int)y != sd_share->nr_idle_scan)
10439                 WRITE_ONCE(sd_share->nr_idle_scan, (int)y);
10440 }
10441
10442 /**
10443  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
10444  * @env: The load balancing environment.
10445  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
10446  */
10447
10448 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
10449 {
10450         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
10451         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
10452         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
10453         unsigned long sum_util = 0;
10454         int sg_status = 0;
10455
10456         do {
10457                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
10458                 int local_group;
10459
10460                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
10461                 if (local_group) {
10462                         sds->local = sg;
10463                         sgs = local;
10464
10465                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
10466                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
10467                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
10468                 }
10469
10470                 update_sg_lb_stats(env, sds, sg, sgs, &sg_status);
10471
10472                 if (local_group)
10473                         goto next_group;
10474
10475
10476                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
10477                         sds->busiest = sg;
10478                         sds->busiest_stat = *sgs;
10479                 }
10480
10481 next_group:
10482                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
10483                 sds->total_load += sgs->group_load;
10484                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
10485
10486                 sum_util += sgs->group_util;
10487                 sg = sg->next;
10488         } while (sg != env->sd->groups);
10489
10490         /*
10491          * Indicate that the child domain of the busiest group prefers tasks
10492          * go to a child's sibling domains first. NB the flags of a sched group
10493          * are those of the child domain.
10494          */
10495         if (sds->busiest)
10496                 sds->prefer_sibling = !!(sds->busiest->flags & SD_PREFER_SIBLING);
10497
10498
10499         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
10500                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
10501
10502         if (!env->sd->parent) {
10503                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
10504
10505                 /* update overload indicator if we are at root domain */
10506                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
10507
10508                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
10509                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
10510                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
10511         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
10512                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
10513
10514                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
10515                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
10516         }
10517
10518         update_idle_cpu_scan(env, sum_util);
10519 }
10520
10521 /**
10522  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
10523  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
10524  * @env: load balance environment
10525  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
10526  */
10527 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
10528 {
10529         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
10530
10531         local = &sds->local_stat;
10532         busiest = &sds->busiest_stat;
10533
10534         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
10535                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
10536                         /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
10537                         env->migration_type = migrate_misfit;
10538                         env->imbalance = 1;
10539                 } else {
10540                         /*
10541                          * Set load imbalance to allow moving task from cpu
10542                          * with reduced capacity.
10543                          */
10544                         env->migration_type = migrate_load;
10545                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task_load;
10546                 }
10547                 return;
10548         }
10549
10550         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
10551                 /*
10552                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
10553                  * the preferred CPU.
10554                  */
10555                 env->migration_type = migrate_task;
10556                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
10557                 return;
10558         }
10559
10560         if (busiest->group_type == group_smt_balance) {
10561                 /* Reduce number of tasks sharing CPU capacity */
10562                 env->migration_type = migrate_task;
10563                 env->imbalance = 1;
10564                 return;
10565         }
10566
10567         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
10568                 /*
10569                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
10570                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
10571                  * the imbalance. The next load balance will take care of
10572                  * balancing back the system.
10573                  */
10574                 env->migration_type = migrate_task;
10575                 env->imbalance = 1;
10576                 return;
10577         }
10578
10579         /*
10580          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
10581          * emptying busiest.
10582          */
10583         if (local->group_type == group_has_spare) {
10584                 if ((busiest->group_type > group_fully_busy) &&
10585                     !(env->sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
10586                         /*
10587                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
10588                          * capacity. This might end up creating spare capacity
10589                          * in busiest or busiest still being overloaded but
10590                          * there is no simple way to directly compute the
10591                          * amount of load to migrate in order to balance the
10592                          * system.
10593                          */
10594                         env->migration_type = migrate_util;
10595                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
10596                                          local->group_util;
10597
10598                         /*
10599                          * In some cases, the group's utilization is max or even
10600                          * higher than capacity because of migrations but the
10601                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
10602                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
10603                          * try to pull it.
10604                          */
10605                         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->imbalance == 0) {
10606                                 env->migration_type = migrate_task;
10607                                 env->imbalance = 1;
10608                         }
10609
10610                         return;
10611                 }
10612
10613                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
10614                         /*
10615                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
10616                          * groups.
10617                          */
10618                         env->migration_type = migrate_task;
10619                         env->imbalance = sibling_imbalance(env, sds, busiest, local);
10620                 } else {
10621
10622                         /*
10623                          * If there is no overload, we just want to even the number of
10624                          * idle cpus.
10625                          */
10626                         env->migration_type = migrate_task;
10627                         env->imbalance = max_t(long, 0,
10628                                                (local->idle_cpus - busiest->idle_cpus));
10629                 }
10630
10631 #ifdef CONFIG_NUMA
10632                 /* Consider allowing a small imbalance between NUMA groups */
10633                 if (env->sd->flags & SD_NUMA) {
10634                         env->imbalance = adjust_numa_imbalance(env->imbalance,
10635                                                                local->sum_nr_running + 1,
10636                                                                env->sd->imb_numa_nr);
10637                 }
10638 #endif
10639
10640                 /* Number of tasks to move to restore balance */
10641                 env->imbalance >>= 1;
10642
10643                 return;
10644         }
10645
10646         /*
10647          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
10648          * busiest group
10649          */
10650         if (local->group_type < group_overloaded) {
10651                 /*
10652                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
10653                  * finally needed.
10654                  */
10655
10656                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
10657                                   local->group_capacity;
10658
10659                 /*
10660                  * If the local group is more loaded than the selected
10661                  * busiest group don't try to pull any tasks.
10662                  */
10663                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load) {
10664                         env->imbalance = 0;
10665                         return;
10666                 }
10667
10668                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
10669                                 sds->total_capacity;
10670
10671                 /*
10672                  * If the local group is more loaded than the average system
10673                  * load, don't try to pull any tasks.
10674                  */
10675                 if (local->avg_load >= sds->avg_load) {
10676                         env->imbalance = 0;
10677                         return;
10678                 }
10679
10680         }
10681
10682         /*
10683          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
10684          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
10685          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
10686          * below the average load. At the same time, we also don't want to
10687          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
10688          * the minimum possible imbalance.
10689          */
10690         env->migration_type = migrate_load;
10691         env->imbalance = min(
10692                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
10693                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
10694         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
10695 }
10696
10697 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
10698
10699 /*
10700  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
10701  *
10702  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
10703  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
10704  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
10705  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  N/A        N/A
10706  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
10707  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
10708  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
10709  *
10710  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
10711  *            statistics.
10712  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
10713  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
10714  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
10715  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
10716  *            different in groups.
10717  */
10718
10719 /**
10720  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
10721  * if there is an imbalance.
10722  * @env: The load balancing environment.
10723  *
10724  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
10725  * to restore balance.
10726  *
10727  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
10728  */
10729 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
10730 {
10731         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
10732         struct sd_lb_stats sds;
10733
10734         init_sd_lb_stats(&sds);
10735
10736         /*
10737          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
10738          * this level.
10739          */
10740         update_sd_lb_stats(env, &sds);
10741
10742         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
10743         if (!sds.busiest)
10744                 goto out_balanced;
10745
10746         busiest = &sds.busiest_stat;
10747
10748         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
10749         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
10750                 goto force_balance;
10751
10752         if (sched_energy_enabled()) {
10753                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
10754
10755                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
10756                         goto out_balanced;
10757         }
10758
10759         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
10760         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
10761                 goto force_balance;
10762
10763         /*
10764          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
10765          * work because they assume all things are equal, which typically
10766          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
10767          */
10768         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
10769                 goto force_balance;
10770
10771         local = &sds.local_stat;
10772         /*
10773          * If the local group is busier than the selected busiest group
10774          * don't try and pull any tasks.
10775          */
10776         if (local->group_type > busiest->group_type)
10777                 goto out_balanced;
10778
10779         /*
10780          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
10781          * between tasks.
10782          */
10783         if (local->group_type == group_overloaded) {
10784                 /*
10785                  * If the local group is more loaded than the selected
10786                  * busiest group don't try to pull any tasks.
10787                  */
10788                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
10789                         goto out_balanced;
10790
10791                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
10792                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
10793                                 sds.total_capacity;
10794
10795                 /*
10796                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
10797                  * domain average load.
10798                  */
10799                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
10800                         goto out_balanced;
10801
10802                 /*
10803                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
10804                  * conservative.
10805                  */
10806                 if (100 * busiest->avg_load <=
10807                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
10808                         goto out_balanced;
10809         }
10810
10811         /*
10812          * Try to move all excess tasks to a sibling domain of the busiest
10813          * group's child domain.
10814          */
10815         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
10816             sibling_imbalance(env, &sds, busiest, local) > 1)
10817                 goto force_balance;
10818
10819         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
10820                 if (env->idle == CPU_NOT_IDLE) {
10821                         /*
10822                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
10823                          * result the local one too) but this CPU is already
10824                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
10825                          */
10826                         goto out_balanced;
10827                 }
10828
10829                 if (busiest->group_type == group_smt_balance &&
10830                     smt_vs_nonsmt_groups(sds.local, sds.busiest)) {
10831                         /* Let non SMT CPU pull from SMT CPU sharing with sibling */
10832                         goto force_balance;
10833                 }
10834
10835                 if (busiest->group_weight > 1 &&
10836                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)) {
10837                         /*
10838                          * If the busiest group is not overloaded
10839                          * and there is no imbalance between this and busiest
10840                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
10841                          * becomes significant if the diff is greater than 1
10842                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
10843                          * on another group. Of course this applies only if
10844                          * there is more than 1 CPU per group.
10845                          */
10846                         goto out_balanced;
10847                 }
10848
10849                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1) {
10850                         /*
10851                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
10852                          */
10853                         goto out_balanced;
10854                 }
10855         }
10856
10857 force_balance:
10858         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
10859         calculate_imbalance(env, &sds);
10860         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
10861
10862 out_balanced:
10863         env->imbalance = 0;
10864         return NULL;
10865 }
10866
10867 /*
10868  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
10869  */
10870 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
10871                                      struct sched_group *group)
10872 {
10873         struct rq *busiest = NULL, *rq;
10874         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
10875         unsigned int busiest_nr = 0;
10876         int i;
10877
10878         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
10879                 unsigned long capacity, load, util;
10880                 unsigned int nr_running;
10881                 enum fbq_type rt;
10882
10883                 rq = cpu_rq(i);
10884                 rt = fbq_classify_rq(rq);
10885
10886                 /*
10887                  * We classify groups/runqueues into three groups:
10888                  *  - regular: there are !numa tasks
10889                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
10890                  *  - all:     there is no distinction
10891                  *
10892                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
10893                  * ignore those when there's better options.
10894                  *
10895                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
10896                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
10897                  * queue by moving tasks around inside the node.
10898                  *
10899                  * If we cannot move enough load due to this classification
10900                  * the next pass will adjust the group classification and
10901                  * allow migration of more tasks.
10902                  *
10903                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
10904                  */
10905                 if (rt > env->fbq_type)
10906                         continue;
10907
10908                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
10909                 if (!nr_running)
10910                         continue;
10911
10912                 capacity = capacity_of(i);
10913
10914                 /*
10915                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
10916                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
10917                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
10918                  * average load.
10919                  */
10920                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
10921                     !capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), capacity) &&
10922                     nr_running == 1)
10923                         continue;
10924
10925                 /*
10926                  * Make sure we only pull tasks from a CPU of lower priority
10927                  * when balancing between SMT siblings.
10928                  *
10929                  * If balancing between cores, let lower priority CPUs help
10930                  * SMT cores with more than one busy sibling.
10931                  */
10932                 if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
10933                     sched_use_asym_prio(env->sd, i) &&
10934                     sched_asym_prefer(i, env->dst_cpu) &&
10935                     nr_running == 1)
10936                         continue;
10937
10938                 switch (env->migration_type) {
10939                 case migrate_load:
10940                         /*
10941                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
10942                          * which is not scaled with the CPU capacity.
10943                          */
10944                         load = cpu_load(rq);
10945
10946                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
10947                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
10948                                 break;
10949
10950                         /*
10951                          * For the load comparisons with the other CPUs,
10952                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
10953                          * capacity, so that the load can be moved away
10954                          * from the CPU that is potentially running at a
10955                          * lower capacity.
10956                          *
10957                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
10958                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
10959                          * division works out to:
10960                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
10961                          * where j is our previous maximum.
10962                          */
10963                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
10964                                 busiest_load = load;
10965                                 busiest_capacity = capacity;
10966                                 busiest = rq;
10967                         }
10968                         break;
10969
10970                 case migrate_util:
10971                         util = cpu_util_cfs_boost(i);
10972
10973                         /*
10974                          * Don't try to pull utilization from a CPU with one
10975                          * running task. Whatever its utilization, we will fail
10976                          * detach the task.
10977                          */
10978                         if (nr_running <= 1)
10979                                 continue;
10980
10981                         if (busiest_util < util) {
10982                                 busiest_util = util;
10983                                 busiest = rq;
10984                         }
10985                         break;
10986
10987                 case migrate_task:
10988                         if (busiest_nr < nr_running) {
10989                                 busiest_nr = nr_running;
10990                                 busiest = rq;
10991                         }
10992                         break;
10993
10994                 case migrate_misfit:
10995                         /*
10996                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
10997                          * simply seek the "biggest" misfit task.
10998                          */
10999                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
11000                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
11001                                 busiest = rq;
11002                         }
11003
11004                         break;
11005
11006                 }
11007         }
11008
11009         return busiest;
11010 }
11011
11012 /*
11013  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
11014  * so long as it is large enough.
11015  */
11016 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
11017
11018 static inline bool
11019 asym_active_balance(struct lb_env *env)
11020 {
11021         /*
11022          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but lower
11023          * priority CPUs in order to pack all tasks in the highest priority
11024          * CPUs. When done between cores, do it only if the whole core if the
11025          * whole core is idle.
11026          *
11027          * If @env::src_cpu is an SMT core with busy siblings, let
11028          * the lower priority @env::dst_cpu help it. Do not follow
11029          * CPU priority.
11030          */
11031         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
11032                sched_use_asym_prio(env->sd, env->dst_cpu) &&
11033                (sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu) ||
11034                 !sched_use_asym_prio(env->sd, env->src_cpu));
11035 }
11036
11037 static inline bool
11038 imbalanced_active_balance(struct lb_env *env)
11039 {
11040         struct sched_domain *sd = env->sd;
11041
11042         /*
11043          * The imbalanced case includes the case of pinned tasks preventing a fair
11044          * distribution of the load on the system but also the even distribution of the
11045          * threads on a system with spare capacity
11046          */
11047         if ((env->migration_type == migrate_task) &&
11048             (sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2))
11049                 return 1;
11050
11051         return 0;
11052 }
11053
11054 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
11055 {
11056         struct sched_domain *sd = env->sd;
11057
11058         if (asym_active_balance(env))
11059                 return 1;
11060
11061         if (imbalanced_active_balance(env))
11062                 return 1;
11063
11064         /*
11065          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
11066          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
11067          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
11068          * available on dst_cpu.
11069          */
11070         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
11071             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
11072                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
11073                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
11074                         return 1;
11075         }
11076
11077         if (env->migration_type == migrate_misfit)
11078                 return 1;
11079
11080         return 0;
11081 }
11082
11083 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
11084
11085 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
11086 {
11087         struct cpumask *swb_cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(should_we_balance_tmpmask);
11088         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
11089         int cpu, idle_smt = -1;
11090
11091         /*
11092          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
11093          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
11094          */
11095         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
11096                 return 0;
11097
11098         /*
11099          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
11100          * to do the newly idle load balance.
11101          *
11102          * However, we bail out if we already have tasks or a wakeup pending,
11103          * to optimize wakeup latency.
11104          */
11105         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
11106                 if (env->dst_rq->nr_running > 0 || env->dst_rq->ttwu_pending)
11107                         return 0;
11108                 return 1;
11109         }
11110
11111         cpumask_copy(swb_cpus, group_balance_mask(sg));
11112         /* Try to find first idle CPU */
11113         for_each_cpu_and(cpu, swb_cpus, env->cpus) {
11114                 if (!idle_cpu(cpu))
11115                         continue;
11116
11117                 /*
11118                  * Don't balance to idle SMT in busy core right away when
11119                  * balancing cores, but remember the first idle SMT CPU for
11120                  * later consideration.  Find CPU on an idle core first.
11121                  */
11122                 if (!(env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && !is_core_idle(cpu)) {
11123                         if (idle_smt == -1)
11124                                 idle_smt = cpu;
11125                         /*
11126                          * If the core is not idle, and first SMT sibling which is
11127                          * idle has been found, then its not needed to check other
11128                          * SMT siblings for idleness:
11129                          */
11130 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
11131                         cpumask_andnot(swb_cpus, swb_cpus, cpu_smt_mask(cpu));
11132 #endif
11133                         continue;
11134                 }
11135
11136                 /*
11137                  * Are we the first idle core in a non-SMT domain or higher,
11138                  * or the first idle CPU in a SMT domain?
11139                  */
11140                 return cpu == env->dst_cpu;
11141         }
11142
11143         /* Are we the first idle CPU with busy siblings? */
11144         if (idle_smt != -1)
11145                 return idle_smt == env->dst_cpu;
11146
11147         /* Are we the first CPU of this group ? */
11148         return group_balance_cpu(sg) == env->dst_cpu;
11149 }
11150
11151 /*
11152  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
11153  * tasks if there is an imbalance.
11154  */
11155 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
11156                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
11157                         int *continue_balancing)
11158 {
11159         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
11160         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
11161         struct sched_group *group;
11162         struct rq *busiest;
11163         struct rq_flags rf;
11164         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
11165         struct lb_env env = {
11166                 .sd             = sd,
11167                 .dst_cpu        = this_cpu,
11168                 .dst_rq         = this_rq,
11169                 .dst_grpmask    = group_balance_mask(sd->groups),
11170                 .idle           = idle,
11171                 .loop_break     = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK,
11172                 .cpus           = cpus,
11173                 .fbq_type       = all,
11174                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
11175         };
11176
11177         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
11178
11179         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
11180
11181 redo:
11182         if (!should_we_balance(&env)) {
11183                 *continue_balancing = 0;
11184                 goto out_balanced;
11185         }
11186
11187         group = find_busiest_group(&env);
11188         if (!group) {
11189                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
11190                 goto out_balanced;
11191         }
11192
11193         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
11194         if (!busiest) {
11195                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
11196                 goto out_balanced;
11197         }
11198
11199         WARN_ON_ONCE(busiest == env.dst_rq);
11200
11201         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
11202
11203         env.src_cpu = busiest->cpu;
11204         env.src_rq = busiest;
11205
11206         ld_moved = 0;
11207         /* Clear this flag as soon as we find a pullable task */
11208         env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
11209         if (busiest->nr_running > 1) {
11210                 /*
11211                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
11212                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
11213                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
11214                  * correctly treated as an imbalance.
11215                  */
11216                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
11217
11218 more_balance:
11219                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
11220                 update_rq_clock(busiest);
11221
11222                 /*
11223                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
11224                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
11225                  */
11226                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
11227
11228                 /*
11229                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
11230                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
11231                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
11232                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
11233                  * See task_rq_lock() family for the details.
11234                  */
11235
11236                 rq_unlock(busiest, &rf);
11237
11238                 if (cur_ld_moved) {
11239                         attach_tasks(&env);
11240                         ld_moved += cur_ld_moved;
11241                 }
11242
11243                 local_irq_restore(rf.flags);
11244
11245                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
11246                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
11247                         /* Stop if we tried all running tasks */
11248                         if (env.loop < busiest->nr_running)
11249                                 goto more_balance;
11250                 }
11251
11252                 /*
11253                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
11254                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
11255                  * where they can run. The upper limit on how many times we
11256                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
11257                  * sched_group.
11258                  *
11259                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
11260                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
11261                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
11262                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
11263                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
11264                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
11265                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
11266                  * given_cpu) causing excess load to be moved to given_cpu.
11267                  * This however should not happen so much in practice and
11268                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
11269                  * excess load moved.
11270                  */
11271                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
11272
11273                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
11274                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
11275
11276                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
11277                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
11278                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
11279                         env.loop         = 0;
11280                         env.loop_break   = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
11281
11282                         /*
11283                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
11284                          * need to continue with same src_cpu.
11285                          */
11286                         goto more_balance;
11287                 }
11288
11289                 /*
11290                  * We failed to reach balance because of affinity.
11291                  */
11292                 if (sd_parent) {
11293                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
11294
11295                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
11296                                 *group_imbalance = 1;
11297                 }
11298
11299                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
11300                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
11301                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
11302                         /*
11303                          * Attempting to continue load balancing at the current
11304                          * sched_domain level only makes sense if there are
11305                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
11306                          * pull load from which are not contained within the
11307                          * destination group that is receiving any migrated
11308                          * load.
11309                          */
11310                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
11311                                 env.loop = 0;
11312                                 env.loop_break = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
11313                                 goto redo;
11314                         }
11315                         goto out_all_pinned;
11316                 }
11317         }
11318
11319         if (!ld_moved) {
11320                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
11321                 /*
11322                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
11323                  * We do not want newidle balance, which can be very
11324                  * frequent, pollute the failure counter causing
11325                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
11326                  */
11327                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
11328                         sd->nr_balance_failed++;
11329
11330                 if (need_active_balance(&env)) {
11331                         unsigned long flags;
11332
11333                         raw_spin_rq_lock_irqsave(busiest, flags);
11334
11335                         /*
11336                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
11337                          * if the curr task on busiest CPU can't be
11338                          * moved to this_cpu:
11339                          */
11340                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
11341                                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
11342                                 goto out_one_pinned;
11343                         }
11344
11345                         /* Record that we found at least one task that could run on this_cpu */
11346                         env.flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
11347
11348                         /*
11349                          * ->active_balance synchronizes accesses to
11350                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
11351                          * only after active load balance is finished.
11352                          */
11353                         if (!busiest->active_balance) {
11354                                 busiest->active_balance = 1;
11355                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
11356                                 active_balance = 1;
11357                         }
11358
11359                         preempt_disable();
11360                         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
11361                         if (active_balance) {
11362                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
11363                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
11364                                         &busiest->active_balance_work);
11365                         }
11366                         preempt_enable();
11367                 }
11368         } else {
11369                 sd->nr_balance_failed = 0;
11370         }
11371
11372         if (likely(!active_balance) || need_active_balance(&env)) {
11373                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
11374                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
11375         }
11376
11377         goto out;
11378
11379 out_balanced:
11380         /*
11381          * We reach balance although we may have faced some affinity
11382          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
11383          * a chance to move and fix the imbalance.
11384          */
11385         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
11386                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
11387
11388                 if (*group_imbalance)
11389                         *group_imbalance = 0;
11390         }
11391
11392 out_all_pinned:
11393         /*
11394          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
11395          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
11396          * can try to migrate them.
11397          */
11398         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
11399
11400         sd->nr_balance_failed = 0;
11401
11402 out_one_pinned:
11403         ld_moved = 0;
11404
11405         /*
11406          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
11407          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
11408          * skyrocketing in a short amount of time. Skip the balance_interval
11409          * increase logic to avoid that.
11410          */
11411         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
11412                 goto out;
11413
11414         /* tune up the balancing interval */
11415         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
11416              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
11417             sd->balance_interval < sd->max_interval)
11418                 sd->balance_interval *= 2;
11419 out:
11420         return ld_moved;
11421 }
11422
11423 static inline unsigned long
11424 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
11425 {
11426         unsigned long interval = sd->balance_interval;
11427
11428         if (cpu_busy)
11429                 interval *= sd->busy_factor;
11430
11431         /* scale ms to jiffies */
11432         interval = msecs_to_jiffies(interval);
11433
11434         /*
11435          * Reduce likelihood of busy balancing at higher domains racing with
11436          * balancing at lower domains by preventing their balancing periods
11437          * from being multiples of each other.
11438          */
11439         if (cpu_busy)
11440                 interval -= 1;
11441
11442         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
11443
11444         return interval;
11445 }
11446
11447 static inline void
11448 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
11449 {
11450         unsigned long interval, next;
11451
11452         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
11453         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
11454         next = sd->last_balance + interval;
11455
11456         if (time_after(*next_balance, next))
11457                 *next_balance = next;
11458 }
11459
11460 /*
11461  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
11462  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
11463  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
11464  * avoids physical / logical imbalances.
11465  */
11466 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
11467 {
11468         struct rq *busiest_rq = data;
11469         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
11470         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
11471         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
11472         struct sched_domain *sd;
11473         struct task_struct *p = NULL;
11474         struct rq_flags rf;
11475
11476         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
11477         /*
11478          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
11479          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
11480          * inactive CPUs.
11481          */
11482         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
11483                 goto out_unlock;
11484
11485         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
11486         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
11487                      !busiest_rq->active_balance))
11488                 goto out_unlock;
11489
11490         /* Is there any task to move? */
11491         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
11492                 goto out_unlock;
11493
11494         /*
11495          * This condition is "impossible", if it occurs
11496          * we need to fix it. Originally reported by
11497          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
11498          */
11499         WARN_ON_ONCE(busiest_rq == target_rq);
11500
11501         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
11502         rcu_read_lock();
11503         for_each_domain(target_cpu, sd) {
11504                 if (cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
11505                         break;
11506         }
11507
11508         if (likely(sd)) {
11509                 struct lb_env env = {
11510                         .sd             = sd,
11511                         .dst_cpu        = target_cpu,
11512                         .dst_rq         = target_rq,
11513                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
11514                         .src_rq         = busiest_rq,
11515                         .idle           = CPU_IDLE,
11516                         .flags          = LBF_ACTIVE_LB,
11517                 };
11518
11519                 schedstat_inc(sd->alb_count);
11520                 update_rq_clock(busiest_rq);
11521
11522                 p = detach_one_task(&env);
11523                 if (p) {
11524                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
11525                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
11526                         sd->nr_balance_failed = 0;
11527                 } else {
11528                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
11529                 }
11530         }
11531         rcu_read_unlock();
11532 out_unlock:
11533         busiest_rq->active_balance = 0;
11534         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
11535
11536         if (p)
11537                 attach_one_task(target_rq, p);
11538
11539         local_irq_enable();
11540
11541         return 0;
11542 }
11543
11544 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
11545
11546 /*
11547  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
11548  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
11549  */
11550 void update_max_interval(void)
11551 {
11552         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
11553 }
11554
11555 static inline bool update_newidle_cost(struct sched_domain *sd, u64 cost)
11556 {
11557         if (cost > sd->max_newidle_lb_cost) {
11558                 /*
11559                  * Track max cost of a domain to make sure to not delay the
11560                  * next wakeup on the CPU.
11561                  */
11562                 sd->max_newidle_lb_cost = cost;
11563                 sd->last_decay_max_lb_cost = jiffies;
11564         } else if (time_after(jiffies, sd->last_decay_max_lb_cost + HZ)) {
11565                 /*
11566                  * Decay the newidle max times by ~1% per second to ensure that
11567                  * it is not outdated and the current max cost is actually
11568                  * shorter.
11569                  */
11570                 sd->max_newidle_lb_cost = (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
11571                 sd->last_decay_max_lb_cost = jiffies;
11572
11573                 return true;
11574         }
11575
11576         return false;
11577 }
11578
11579 /*
11580  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
11581  * and initiates a balancing operation if so.
11582  *
11583  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
11584  */
11585 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
11586 {
11587         int continue_balancing = 1;
11588         int cpu = rq->cpu;
11589         int busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
11590         unsigned long interval;
11591         struct sched_domain *sd;
11592         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
11593         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
11594         int update_next_balance = 0;
11595         int need_serialize, need_decay = 0;
11596         u64 max_cost = 0;
11597
11598         rcu_read_lock();
11599         for_each_domain(cpu, sd) {
11600                 /*
11601                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
11602                  * visit to all the domains.
11603                  */
11604                 need_decay = update_newidle_cost(sd, 0);
11605                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
11606
11607                 /*
11608                  * Stop the load balance at this level. There is another
11609                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
11610                  * actively.
11611                  */
11612                 if (!continue_balancing) {
11613                         if (need_decay)
11614                                 continue;
11615                         break;
11616                 }
11617
11618                 interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
11619
11620                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
11621                 if (need_serialize) {
11622                         if (!spin_trylock(&balancing))
11623                                 goto out;
11624                 }
11625
11626                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
11627                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
11628                                 /*
11629                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
11630                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
11631                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
11632                                  */
11633                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
11634                                 busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
11635                         }
11636                         sd->last_balance = jiffies;
11637                         interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
11638                 }
11639                 if (need_serialize)
11640                         spin_unlock(&balancing);
11641 out:
11642                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
11643                         next_balance = sd->last_balance + interval;
11644                         update_next_balance = 1;
11645                 }
11646         }
11647         if (need_decay) {
11648                 /*
11649                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
11650                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
11651                  */
11652                 rq->max_idle_balance_cost =
11653                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
11654         }
11655         rcu_read_unlock();
11656
11657         /*
11658          * next_balance will be updated only when there is a need.
11659          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
11660          * updated.
11661          */
11662         if (likely(update_next_balance))
11663                 rq->next_balance = next_balance;
11664
11665 }
11666
11667 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
11668 {
11669         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
11670 }
11671
11672 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
11673 /*
11674  * idle load balancing details
11675  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
11676  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
11677  *   load balancing for all the idle CPUs.
11678  * - HK_TYPE_MISC CPUs are used for this task, because HK_TYPE_SCHED not set
11679  *   anywhere yet.
11680  */
11681
11682 static inline int find_new_ilb(void)
11683 {
11684         int ilb;
11685         const struct cpumask *hk_mask;
11686
11687         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_TYPE_MISC);
11688
11689         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask, hk_mask) {
11690
11691                 if (ilb == smp_processor_id())
11692                         continue;
11693
11694                 if (idle_cpu(ilb))
11695                         return ilb;
11696         }
11697
11698         return nr_cpu_ids;
11699 }
11700
11701 /*
11702  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
11703  * idle CPU in the HK_TYPE_MISC housekeeping set (if there is one).
11704  */
11705 static void kick_ilb(unsigned int flags)
11706 {
11707         int ilb_cpu;
11708
11709         /*
11710          * Increase nohz.next_balance only when if full ilb is triggered but
11711          * not if we only update stats.
11712          */
11713         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
11714                 nohz.next_balance = jiffies+1;
11715
11716         ilb_cpu = find_new_ilb();
11717
11718         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
11719                 return;
11720
11721         /*
11722          * Access to rq::nohz_csd is serialized by NOHZ_KICK_MASK; he who sets
11723          * the first flag owns it; cleared by nohz_csd_func().
11724          */
11725         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
11726         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
11727                 return;
11728
11729         /*
11730          * This way we generate an IPI on the target CPU which
11731          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
11732          * will be run before returning from the IPI.
11733          */
11734         smp_call_function_single_async(ilb_cpu, &cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_csd);
11735 }
11736
11737 /*
11738  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
11739  * of idle CPUs in the system.
11740  */
11741 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
11742 {
11743         unsigned long now = jiffies;
11744         struct sched_domain_shared *sds;
11745         struct sched_domain *sd;
11746         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
11747         unsigned int flags = 0;
11748
11749         if (unlikely(rq->idle_balance))
11750                 return;
11751
11752         /*
11753          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
11754          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
11755          */
11756         nohz_balance_exit_idle(rq);
11757
11758         /*
11759          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
11760          * balancing.
11761          */
11762         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
11763                 return;
11764
11765         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
11766             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
11767                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
11768
11769         if (time_before(now, nohz.next_balance))
11770                 goto out;
11771
11772         if (rq->nr_running >= 2) {
11773                 flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
11774                 goto out;
11775         }
11776
11777         rcu_read_lock();
11778
11779         sd = rcu_dereference(rq->sd);
11780         if (sd) {
11781                 /*
11782                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
11783                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
11784                  * on.
11785                  */
11786                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
11787                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
11788                         goto unlock;
11789                 }
11790         }
11791
11792         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
11793         if (sd) {
11794                 /*
11795                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
11796                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
11797                  * around.
11798                  *
11799                  * When balancing betwen cores, all the SMT siblings of the
11800                  * preferred CPU must be idle.
11801                  */
11802                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
11803                         if (sched_use_asym_prio(sd, i) &&
11804                             sched_asym_prefer(i, cpu)) {
11805                                 flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
11806                                 goto unlock;
11807                         }
11808                 }
11809         }
11810
11811         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
11812         if (sd) {
11813                 /*
11814                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
11815                  * to run the misfit task on.
11816                  */
11817                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
11818                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
11819                         goto unlock;
11820                 }
11821
11822                 /*
11823                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
11824                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
11825                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
11826                  *
11827                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
11828                  */
11829                 goto unlock;
11830         }
11831
11832         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
11833         if (sds) {
11834                 /*
11835                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
11836                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
11837                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
11838                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
11839                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
11840                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
11841                  * like this LLC domain has tasks we could move.
11842                  */
11843                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
11844                 if (nr_busy > 1) {
11845                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
11846                         goto unlock;
11847                 }
11848         }
11849 unlock:
11850         rcu_read_unlock();
11851 out:
11852         if (READ_ONCE(nohz.needs_update))
11853                 flags |= NOHZ_NEXT_KICK;
11854
11855         if (flags)
11856                 kick_ilb(flags);
11857 }
11858
11859 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
11860 {
11861         struct sched_domain *sd;
11862
11863         rcu_read_lock();
11864         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
11865
11866         if (!sd || !sd->nohz_idle)
11867                 goto unlock;
11868         sd->nohz_idle = 0;
11869
11870         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
11871 unlock:
11872         rcu_read_unlock();
11873 }
11874
11875 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
11876 {
11877         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
11878
11879         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
11880                 return;
11881
11882         rq->nohz_tick_stopped = 0;
11883         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
11884         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
11885
11886         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
11887 }
11888
11889 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
11890 {
11891         struct sched_domain *sd;
11892
11893         rcu_read_lock();
11894         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
11895
11896         if (!sd || sd->nohz_idle)
11897                 goto unlock;
11898         sd->nohz_idle = 1;
11899
11900         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
11901 unlock:
11902         rcu_read_unlock();
11903 }
11904
11905 /*
11906  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
11907  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
11908  */
11909 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
11910 {
11911         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11912
11913         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
11914
11915         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
11916         if (!cpu_active(cpu))
11917                 return;
11918
11919         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
11920         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_SCHED))
11921                 return;
11922
11923         /*
11924          * Can be set safely without rq->lock held
11925          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
11926          * rq->lock is held during the check and the clear
11927          */
11928         rq->has_blocked_load = 1;
11929
11930         /*
11931          * The tick is still stopped but load could have been added in the
11932          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
11933          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
11934          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
11935          */
11936         if (rq->nohz_tick_stopped)
11937                 goto out;
11938
11939         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
11940         if (on_null_domain(rq))
11941                 return;
11942
11943         rq->nohz_tick_stopped = 1;
11944
11945         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
11946         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
11947
11948         /*
11949          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
11950          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
11951          * and @needs_update stores.
11952          */
11953         smp_mb__after_atomic();
11954
11955         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
11956
11957         WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 1);
11958 out:
11959         /*
11960          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
11961          * enable the periodic update of the load of idle cpus
11962          */
11963         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
11964 }
11965
11966 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq)
11967 {
11968         unsigned int cpu = rq->cpu;
11969
11970         if (!rq->has_blocked_load)
11971                 return false;
11972
11973         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
11974                 return false;
11975
11976         if (!time_after(jiffies, READ_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick)))
11977                 return true;
11978
11979         update_blocked_averages(cpu);
11980
11981         return rq->has_blocked_load;
11982 }
11983
11984 /*
11985  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
11986  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
11987  * tasks movement depending of flags.
11988  */
11989 static void _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags)
11990 {
11991         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
11992         unsigned long now = jiffies;
11993         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
11994         bool has_blocked_load = false;
11995         int update_next_balance = 0;
11996         int this_cpu = this_rq->cpu;
11997         int balance_cpu;
11998         struct rq *rq;
11999
12000         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
12001
12002         /*
12003          * We assume there will be no idle load after this update and clear
12004          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
12005          * set the has_blocked flag and trigger another update of idle load.
12006          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
12007          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
12008          * check the load of an idle cpu.
12009          *
12010          * Same applies to idle_cpus_mask vs needs_update.
12011          */
12012         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
12013                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
12014         if (flags & NOHZ_NEXT_KICK)
12015                 WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 0);
12016
12017         /*
12018          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
12019          * store from nohz_balance_enter_idle().
12020          */
12021         smp_mb();
12022
12023         /*
12024          * Start with the next CPU after this_cpu so we will end with this_cpu and let a
12025          * chance for other idle cpu to pull load.
12026          */
12027         for_each_cpu_wrap(balance_cpu,  nohz.idle_cpus_mask, this_cpu+1) {
12028                 if (!idle_cpu(balance_cpu))
12029                         continue;
12030
12031                 /*
12032                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
12033                  * work being done for other CPUs. Next load
12034                  * balancing owner will pick it up.
12035                  */
12036                 if (need_resched()) {
12037                         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
12038                                 has_blocked_load = true;
12039                         if (flags & NOHZ_NEXT_KICK)
12040                                 WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 1);
12041                         goto abort;
12042                 }
12043
12044                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
12045
12046                 if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
12047                         has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq);
12048
12049                 /*
12050                  * If time for next balance is due,
12051                  * do the balance.
12052                  */
12053                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
12054                         struct rq_flags rf;
12055
12056                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
12057                         update_rq_clock(rq);
12058                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
12059
12060                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
12061                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
12062                 }
12063
12064                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
12065                         next_balance = rq->next_balance;
12066                         update_next_balance = 1;
12067                 }
12068         }
12069
12070         /*
12071          * next_balance will be updated only when there is a need.
12072          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
12073          * updated.
12074          */
12075         if (likely(update_next_balance))
12076                 nohz.next_balance = next_balance;
12077
12078         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
12079                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
12080                            now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
12081
12082 abort:
12083         /* There is still blocked load, enable periodic update */
12084         if (has_blocked_load)
12085                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
12086 }
12087
12088 /*
12089  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
12090  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
12091  */
12092 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
12093 {
12094         unsigned int flags = this_rq->nohz_idle_balance;
12095
12096         if (!flags)
12097                 return false;
12098
12099         this_rq->nohz_idle_balance = 0;
12100
12101         if (idle != CPU_IDLE)
12102                 return false;
12103
12104         _nohz_idle_balance(this_rq, flags);
12105
12106         return true;
12107 }
12108
12109 /*
12110  * Check if we need to run the ILB for updating blocked load before entering
12111  * idle state.
12112  */
12113 void nohz_run_idle_balance(int cpu)
12114 {
12115         unsigned int flags;
12116
12117         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
12118
12119         /*
12120          * Update the blocked load only if no SCHED_SOFTIRQ is about to happen
12121          * (ie NOHZ_STATS_KICK set) and will do the same.
12122          */
12123         if ((flags == NOHZ_NEWILB_KICK) && !need_resched())
12124                 _nohz_idle_balance(cpu_rq(cpu), NOHZ_STATS_KICK);
12125 }
12126
12127 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
12128 {
12129         int this_cpu = this_rq->cpu;
12130
12131         /*
12132          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
12133          * housekeeping
12134          */
12135         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_TYPE_SCHED))
12136                 return;
12137
12138         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
12139         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
12140                 return;
12141
12142         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
12143         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
12144             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
12145                 return;
12146
12147         /*
12148          * Set the need to trigger ILB in order to update blocked load
12149          * before entering idle state.
12150          */
12151         atomic_or(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(this_cpu));
12152 }
12153
12154 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
12155 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
12156
12157 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
12158 {
12159         return false;
12160 }
12161
12162 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
12163 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
12164
12165 /*
12166  * newidle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
12167  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
12168  *
12169  * Returns:
12170  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
12171  *     0 - failed, no new tasks
12172  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
12173  */
12174 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
12175 {
12176         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
12177         int this_cpu = this_rq->cpu;
12178         u64 t0, t1, curr_cost = 0;
12179         struct sched_domain *sd;
12180         int pulled_task = 0;
12181
12182         update_misfit_status(NULL, this_rq);
12183
12184         /*
12185          * There is a task waiting to run. No need to search for one.
12186          * Return 0; the task will be enqueued when switching to idle.
12187          */
12188         if (this_rq->ttwu_pending)
12189                 return 0;
12190
12191         /*
12192          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
12193          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
12194          */
12195         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
12196
12197         /*
12198          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
12199          */
12200         if (!cpu_active(this_cpu))
12201                 return 0;
12202
12203         /*
12204          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
12205          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
12206          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
12207          * re-start the picking loop.
12208          */
12209         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
12210
12211         rcu_read_lock();
12212         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
12213
12214         if (!READ_ONCE(this_rq->rd->overload) ||
12215             (sd && this_rq->avg_idle < sd->max_newidle_lb_cost)) {
12216
12217                 if (sd)
12218                         update_next_balance(sd, &next_balance);
12219                 rcu_read_unlock();
12220
12221                 goto out;
12222         }
12223         rcu_read_unlock();
12224
12225         raw_spin_rq_unlock(this_rq);
12226
12227         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
12228         update_blocked_averages(this_cpu);
12229
12230         rcu_read_lock();
12231         for_each_domain(this_cpu, sd) {
12232                 int continue_balancing = 1;
12233                 u64 domain_cost;
12234
12235                 update_next_balance(sd, &next_balance);
12236
12237                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
12238                         break;
12239
12240                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
12241
12242                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
12243                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
12244                                                    &continue_balancing);
12245
12246                         t1 = sched_clock_cpu(this_cpu);
12247                         domain_cost = t1 - t0;
12248                         update_newidle_cost(sd, domain_cost);
12249
12250                         curr_cost += domain_cost;
12251                         t0 = t1;
12252                 }
12253
12254                 /*
12255                  * Stop searching for tasks to pull if there are
12256                  * now runnable tasks on this rq.
12257                  */
12258                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0 ||
12259                     this_rq->ttwu_pending)
12260                         break;
12261         }
12262         rcu_read_unlock();
12263
12264         raw_spin_rq_lock(this_rq);
12265
12266         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
12267                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
12268
12269         /*
12270          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
12271          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
12272          * pretend we pulled a task.
12273          */
12274         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
12275                 pulled_task = 1;
12276
12277         /* Is there a task of a high priority class? */
12278         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
12279                 pulled_task = -1;
12280
12281 out:
12282         /* Move the next balance forward */
12283         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
12284                 this_rq->next_balance = next_balance;
12285
12286         if (pulled_task)
12287                 this_rq->idle_stamp = 0;
12288         else
12289                 nohz_newidle_balance(this_rq);
12290
12291         rq_repin_lock(this_rq, rf);
12292
12293         return pulled_task;
12294 }
12295
12296 /*
12297  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
12298  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
12299  */
12300 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
12301 {
12302         struct rq *this_rq = this_rq();
12303         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
12304                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
12305
12306         /*
12307          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
12308          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
12309          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
12310          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
12311          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
12312          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
12313          */
12314         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
12315                 return;
12316
12317         /* normal load balance */
12318         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
12319         rebalance_domains(this_rq, idle);
12320 }
12321
12322 /*
12323  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
12324  */
12325 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
12326 {
12327         /*
12328          * Don't need to rebalance while attached to NULL domain or
12329          * runqueue CPU is not active
12330          */
12331         if (unlikely(on_null_domain(rq) || !cpu_active(cpu_of(rq))))
12332                 return;
12333
12334         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
12335                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
12336
12337         nohz_balancer_kick(rq);
12338 }
12339
12340 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
12341 {
12342         update_sysctl();
12343
12344         update_runtime_enabled(rq);
12345 }
12346
12347 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
12348 {
12349         update_sysctl();
12350
12351         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
12352         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
12353 }
12354
12355 #endif /* CONFIG_SMP */
12356
12357 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
12358 static inline bool
12359 __entity_slice_used(struct sched_entity *se, int min_nr_tasks)
12360 {
12361         u64 rtime = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
12362         u64 slice = se->slice;
12363
12364         return (rtime * min_nr_tasks > slice);
12365 }
12366
12367 #define MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE   2
12368 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
12369 {
12370         if (!sched_core_enabled(rq))
12371                 return;
12372
12373         /*
12374          * If runqueue has only one task which used up its slice and
12375          * if the sibling is forced idle, then trigger schedule to
12376          * give forced idle task a chance.
12377          *
12378          * sched_slice() considers only this active rq and it gets the
12379          * whole slice. But during force idle, we have siblings acting
12380          * like a single runqueue and hence we need to consider runnable
12381          * tasks on this CPU and the forced idle CPU. Ideally, we should
12382          * go through the forced idle rq, but that would be a perf hit.
12383          * We can assume that the forced idle CPU has at least
12384          * MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE - 1 tasks and use that to check
12385          * if we need to give up the CPU.
12386          */
12387         if (rq->core->core_forceidle_count && rq->cfs.nr_running == 1 &&
12388             __entity_slice_used(&curr->se, MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE))
12389                 resched_curr(rq);
12390 }
12391
12392 /*
12393  * se_fi_update - Update the cfs_rq->min_vruntime_fi in a CFS hierarchy if needed.
12394  */
12395 static void se_fi_update(const struct sched_entity *se, unsigned int fi_seq,
12396                          bool forceidle)
12397 {
12398         for_each_sched_entity(se) {
12399                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12400
12401                 if (forceidle) {
12402                         if (cfs_rq->forceidle_seq == fi_seq)
12403                                 break;
12404                         cfs_rq->forceidle_seq = fi_seq;
12405                 }
12406
12407                 cfs_rq->min_vruntime_fi = cfs_rq->min_vruntime;
12408         }
12409 }
12410
12411 void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi)
12412 {
12413         struct sched_entity *se = &p->se;
12414
12415         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
12416                 return;
12417
12418         se_fi_update(se, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
12419 }
12420
12421 bool cfs_prio_less(const struct task_struct *a, const struct task_struct *b,
12422                         bool in_fi)
12423 {
12424         struct rq *rq = task_rq(a);
12425         const struct sched_entity *sea = &a->se;
12426         const struct sched_entity *seb = &b->se;
12427         struct cfs_rq *cfs_rqa;
12428         struct cfs_rq *cfs_rqb;
12429         s64 delta;
12430
12431         SCHED_WARN_ON(task_rq(b)->core != rq->core);
12432
12433 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
12434         /*
12435          * Find an se in the hierarchy for tasks a and b, such that the se's
12436          * are immediate siblings.
12437          */
12438         while (sea->cfs_rq->tg != seb->cfs_rq->tg) {
12439                 int sea_depth = sea->depth;
12440                 int seb_depth = seb->depth;
12441
12442                 if (sea_depth >= seb_depth)
12443                         sea = parent_entity(sea);
12444                 if (sea_depth <= seb_depth)
12445                         seb = parent_entity(seb);
12446         }
12447
12448         se_fi_update(sea, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
12449         se_fi_update(seb, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
12450
12451         cfs_rqa = sea->cfs_rq;
12452         cfs_rqb = seb->cfs_rq;
12453 #else
12454         cfs_rqa = &task_rq(a)->cfs;
12455         cfs_rqb = &task_rq(b)->cfs;
12456 #endif
12457
12458         /*
12459          * Find delta after normalizing se's vruntime with its cfs_rq's
12460          * min_vruntime_fi, which would have been updated in prior calls
12461          * to se_fi_update().
12462          */
12463         delta = (s64)(sea->vruntime - seb->vruntime) +
12464                 (s64)(cfs_rqb->min_vruntime_fi - cfs_rqa->min_vruntime_fi);
12465
12466         return delta > 0;
12467 }
12468
12469 static int task_is_throttled_fair(struct task_struct *p, int cpu)
12470 {
12471         struct cfs_rq *cfs_rq;
12472
12473 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
12474         cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
12475 #else
12476         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
12477 #endif
12478         return throttled_hierarchy(cfs_rq);
12479 }
12480 #else
12481 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr) {}
12482 #endif
12483
12484 /*
12485  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
12486  *
12487  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
12488  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
12489  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
12490  * parameters.
12491  */
12492 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
12493 {
12494         struct cfs_rq *cfs_rq;
12495         struct sched_entity *se = &curr->se;
12496
12497         for_each_sched_entity(se) {
12498                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12499                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
12500         }
12501
12502         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
12503                 task_tick_numa(rq, curr);
12504
12505         update_misfit_status(curr, rq);
12506         update_overutilized_status(task_rq(curr));
12507
12508         task_tick_core(rq, curr);
12509 }
12510
12511 /*
12512  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
12513  *  - child not yet on the tasklist
12514  *  - preemption disabled
12515  */
12516 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
12517 {
12518         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
12519         struct cfs_rq *cfs_rq;
12520         struct rq *rq = this_rq();
12521         struct rq_flags rf;
12522
12523         rq_lock(rq, &rf);
12524         update_rq_clock(rq);
12525
12526         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
12527         curr = cfs_rq->curr;
12528         if (curr)
12529                 update_curr(cfs_rq);
12530         place_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_INITIAL);
12531         rq_unlock(rq, &rf);
12532 }
12533
12534 /*
12535  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
12536  * the current task.
12537  */
12538 static void
12539 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
12540 {
12541         if (!task_on_rq_queued(p))
12542                 return;
12543
12544         if (rq->cfs.nr_running == 1)
12545                 return;
12546
12547         /*
12548          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
12549          * our priority decreased, or if we are not currently running on
12550          * this runqueue and our priority is higher than the current's
12551          */
12552         if (task_current(rq, p)) {
12553                 if (p->prio > oldprio)
12554                         resched_curr(rq);
12555         } else
12556                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
12557 }
12558
12559 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
12560 /*
12561  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
12562  * visible to the root
12563  */
12564 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
12565 {
12566         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12567
12568         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
12569                 return;
12570
12571         if (!throttled_hierarchy(cfs_rq))
12572                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
12573
12574         /* Start to propagate at parent */
12575         se = se->parent;
12576
12577         for_each_sched_entity(se) {
12578                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12579
12580                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
12581
12582                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
12583                         break;
12584
12585                 if (!throttled_hierarchy(cfs_rq))
12586                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
12587         }
12588 }
12589 #else
12590 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
12591 #endif
12592
12593 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
12594 {
12595         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12596
12597 #ifdef CONFIG_SMP
12598         /*
12599          * In case the task sched_avg hasn't been attached:
12600          * - A forked task which hasn't been woken up by wake_up_new_task().
12601          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() but is
12602          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
12603          */
12604         if (!se->avg.last_update_time)
12605                 return;
12606 #endif
12607
12608         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
12609         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
12610         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
12611         update_tg_load_avg(cfs_rq);
12612         propagate_entity_cfs_rq(se);
12613 }
12614
12615 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
12616 {
12617         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12618
12619         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
12620         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
12621         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
12622         update_tg_load_avg(cfs_rq);
12623         propagate_entity_cfs_rq(se);
12624 }
12625
12626 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
12627 {
12628         struct sched_entity *se = &p->se;
12629
12630         detach_entity_cfs_rq(se);
12631 }
12632
12633 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
12634 {
12635         struct sched_entity *se = &p->se;
12636
12637         attach_entity_cfs_rq(se);
12638 }
12639
12640 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
12641 {
12642         detach_task_cfs_rq(p);
12643 }
12644
12645 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
12646 {
12647         attach_task_cfs_rq(p);
12648
12649         if (task_on_rq_queued(p)) {
12650                 /*
12651                  * We were most likely switched from sched_rt, so
12652                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
12653                  * if we can still preempt the current task.
12654                  */
12655                 if (task_current(rq, p))
12656                         resched_curr(rq);
12657                 else
12658                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
12659         }
12660 }
12661
12662 /* Account for a task changing its policy or group.
12663  *
12664  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
12665  * migrates between groups/classes.
12666  */
12667 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
12668 {
12669         struct sched_entity *se = &p->se;
12670
12671 #ifdef CONFIG_SMP
12672         if (task_on_rq_queued(p)) {
12673                 /*
12674                  * Move the next running task to the front of the list, so our
12675                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
12676                  */
12677                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
12678         }
12679 #endif
12680
12681         for_each_sched_entity(se) {
12682                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12683
12684                 set_next_entity(cfs_rq, se);
12685                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
12686                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
12687         }
12688 }
12689
12690 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
12691 {
12692         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
12693         u64_u32_store(cfs_rq->min_vruntime, (u64)(-(1LL << 20)));
12694 #ifdef CONFIG_SMP
12695         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
12696 #endif
12697 }
12698
12699 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
12700 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p)
12701 {
12702         /*
12703          * We couldn't detach or attach a forked task which
12704          * hasn't been woken up by wake_up_new_task().
12705          */
12706         if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_NEW)
12707                 return;
12708
12709         detach_task_cfs_rq(p);
12710
12711 #ifdef CONFIG_SMP
12712         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
12713         p->se.avg.last_update_time = 0;
12714 #endif
12715         set_task_rq(p, task_cpu(p));
12716         attach_task_cfs_rq(p);
12717 }
12718
12719 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
12720 {
12721         int i;
12722
12723         for_each_possible_cpu(i) {
12724                 if (tg->cfs_rq)
12725                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
12726                 if (tg->se)
12727                         kfree(tg->se[i]);
12728         }
12729
12730         kfree(tg->cfs_rq);
12731         kfree(tg->se);
12732 }
12733
12734 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
12735 {
12736         struct sched_entity *se;
12737         struct cfs_rq *cfs_rq;
12738         int i;
12739
12740         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
12741         if (!tg->cfs_rq)
12742                 goto err;
12743         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
12744         if (!tg->se)
12745                 goto err;
12746
12747         tg->shares = NICE_0_LOAD;
12748
12749         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg), tg_cfs_bandwidth(parent));
12750
12751         for_each_possible_cpu(i) {
12752                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
12753                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
12754                 if (!cfs_rq)
12755                         goto err;
12756
12757                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity_stats),
12758                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
12759                 if (!se)
12760                         goto err_free_rq;
12761
12762                 init_cfs_rq(cfs_rq);
12763                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
12764                 init_entity_runnable_average(se);
12765         }
12766
12767         return 1;
12768
12769 err_free_rq:
12770         kfree(cfs_rq);
12771 err:
12772         return 0;
12773 }
12774
12775 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
12776 {
12777         struct sched_entity *se;
12778         struct rq_flags rf;
12779         struct rq *rq;
12780         int i;
12781
12782         for_each_possible_cpu(i) {
12783                 rq = cpu_rq(i);
12784                 se = tg->se[i];
12785                 rq_lock_irq(rq, &rf);
12786                 update_rq_clock(rq);
12787                 attach_entity_cfs_rq(se);
12788                 sync_throttle(tg, i);
12789                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
12790         }
12791 }
12792
12793 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
12794 {
12795         unsigned long flags;
12796         struct rq *rq;
12797         int cpu;
12798
12799         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
12800
12801         for_each_possible_cpu(cpu) {
12802                 if (tg->se[cpu])
12803                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
12804
12805                 /*
12806                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
12807                  * check on_list without danger of it being re-added.
12808                  */
12809                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
12810                         continue;
12811
12812                 rq = cpu_rq(cpu);
12813
12814                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
12815                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
12816                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
12817         }
12818 }
12819
12820 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
12821                         struct sched_entity *se, int cpu,
12822                         struct sched_entity *parent)
12823 {
12824         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
12825
12826         cfs_rq->tg = tg;
12827         cfs_rq->rq = rq;
12828         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
12829
12830         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
12831         tg->se[cpu] = se;
12832
12833         /* se could be NULL for root_task_group */
12834         if (!se)
12835                 return;
12836
12837         if (!parent) {
12838                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
12839                 se->depth = 0;
12840         } else {
12841                 se->cfs_rq = parent->my_q;
12842                 se->depth = parent->depth + 1;
12843         }
12844
12845         se->my_q = cfs_rq;
12846         /* guarantee group entities always have weight */
12847         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
12848         se->parent = parent;
12849 }
12850
12851 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
12852
12853 static int __sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
12854 {
12855         int i;
12856
12857         lockdep_assert_held(&shares_mutex);
12858
12859         /*
12860          * We can't change the weight of the root cgroup.
12861          */
12862         if (!tg->se[0])
12863                 return -EINVAL;
12864
12865         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
12866
12867         if (tg->shares == shares)
12868                 return 0;
12869
12870         tg->shares = shares;
12871         for_each_possible_cpu(i) {
12872                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
12873                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
12874                 struct rq_flags rf;
12875
12876                 /* Propagate contribution to hierarchy */
12877                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
12878                 update_rq_clock(rq);
12879                 for_each_sched_entity(se) {
12880                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
12881                         update_cfs_group(se);
12882                 }
12883                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
12884         }
12885
12886         return 0;
12887 }
12888
12889 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
12890 {
12891         int ret;
12892
12893         mutex_lock(&shares_mutex);
12894         if (tg_is_idle(tg))
12895                 ret = -EINVAL;
12896         else
12897                 ret = __sched_group_set_shares(tg, shares);
12898         mutex_unlock(&shares_mutex);
12899
12900         return ret;
12901 }
12902
12903 int sched_group_set_idle(struct task_group *tg, long idle)
12904 {
12905         int i;
12906
12907         if (tg == &root_task_group)
12908                 return -EINVAL;
12909
12910         if (idle < 0 || idle > 1)
12911                 return -EINVAL;
12912
12913         mutex_lock(&shares_mutex);
12914
12915         if (tg->idle == idle) {
12916                 mutex_unlock(&shares_mutex);
12917                 return 0;
12918         }
12919
12920         tg->idle = idle;
12921
12922         for_each_possible_cpu(i) {
12923                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
12924                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
12925                 struct cfs_rq *parent_cfs_rq, *grp_cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
12926                 bool was_idle = cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq);
12927                 long idle_task_delta;
12928                 struct rq_flags rf;
12929
12930                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
12931
12932                 grp_cfs_rq->idle = idle;
12933                 if (WARN_ON_ONCE(was_idle == cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq)))
12934                         goto next_cpu;
12935
12936                 if (se->on_rq) {
12937                         parent_cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12938                         if (cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq))
12939                                 parent_cfs_rq->idle_nr_running++;
12940                         else
12941                                 parent_cfs_rq->idle_nr_running--;
12942                 }
12943
12944                 idle_task_delta = grp_cfs_rq->h_nr_running -
12945                                   grp_cfs_rq->idle_h_nr_running;
12946                 if (!cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq))
12947                         idle_task_delta *= -1;
12948
12949                 for_each_sched_entity(se) {
12950                         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
12951
12952                         if (!se->on_rq)
12953                                 break;
12954
12955                         cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
12956
12957                         /* Already accounted at parent level and above. */
12958                         if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
12959                                 break;
12960                 }
12961
12962 next_cpu:
12963                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
12964         }
12965
12966         /* Idle groups have minimum weight. */
12967         if (tg_is_idle(tg))
12968                 __sched_group_set_shares(tg, scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO));
12969         else
12970                 __sched_group_set_shares(tg, NICE_0_LOAD);
12971
12972         mutex_unlock(&shares_mutex);
12973         return 0;
12974 }
12975
12976 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
12977
12978 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
12979
12980 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
12981 {
12982         return 1;
12983 }
12984
12985 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
12986
12987 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
12988
12989 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
12990
12991
12992 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
12993 {
12994         struct sched_entity *se = &task->se;
12995         unsigned int rr_interval = 0;
12996
12997         /*
12998          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
12999          * idle runqueue:
13000          */
13001         if (rq->cfs.load.weight)
13002                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(se->slice);
13003
13004         return rr_interval;
13005 }
13006
13007 /*
13008  * All the scheduling class methods:
13009  */
13010 DEFINE_SCHED_CLASS(fair) = {
13011
13012         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
13013         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
13014         .yield_task             = yield_task_fair,
13015         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
13016
13017         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
13018
13019         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
13020         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
13021         .set_next_task          = set_next_task_fair,
13022
13023 #ifdef CONFIG_SMP
13024         .balance                = balance_fair,
13025         .pick_task              = pick_task_fair,
13026         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
13027         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
13028
13029         .rq_online              = rq_online_fair,
13030         .rq_offline             = rq_offline_fair,
13031
13032         .task_dead              = task_dead_fair,
13033         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
13034 #endif
13035
13036         .task_tick              = task_tick_fair,
13037         .task_fork              = task_fork_fair,
13038
13039         .prio_changed           = prio_changed_fair,
13040         .switched_from          = switched_from_fair,
13041         .switched_to            = switched_to_fair,
13042
13043         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
13044
13045         .update_curr            = update_curr_fair,
13046
13047 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
13048         .task_change_group      = task_change_group_fair,
13049 #endif
13050
13051 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
13052         .task_is_throttled      = task_is_throttled_fair,
13053 #endif
13054
13055 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
13056         .uclamp_enabled         = 1,
13057 #endif
13058 };
13059
13060 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
13061 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
13062 {
13063         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
13064
13065         rcu_read_lock();
13066         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
13067                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
13068         rcu_read_unlock();
13069 }
13070
13071 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
13072 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
13073 {
13074         int node;
13075         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
13076         struct numa_group *ng;
13077
13078         rcu_read_lock();
13079         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
13080         for_each_online_node(node) {
13081                 if (p->numa_faults) {
13082                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
13083                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
13084                 }
13085                 if (ng) {
13086                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
13087                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
13088                 }
13089                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
13090         }
13091         rcu_read_unlock();
13092 }
13093 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
13094 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
13095
13096 __init void init_sched_fair_class(void)
13097 {
13098 #ifdef CONFIG_SMP
13099         int i;
13100
13101         for_each_possible_cpu(i) {
13102                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(load_balance_mask, i), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
13103                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(select_rq_mask,    i), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
13104                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(should_we_balance_tmpmask, i),
13105                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
13106
13107 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
13108                 INIT_CSD(&cpu_rq(i)->cfsb_csd, __cfsb_csd_unthrottle, cpu_rq(i));
13109                 INIT_LIST_HEAD(&cpu_rq(i)->cfsb_csd_list);
13110 #endif
13111         }
13112
13113         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
13114
13115 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
13116         nohz.next_balance = jiffies;
13117         nohz.next_blocked = jiffies;
13118         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
13119 #endif
13120 #endif /* SMP */
13121
13122 }