GNU Linux-libre 5.19.9-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/mempolicy.h>
44 #include <linux/mutex_api.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/psi.h>
47 #include <linux/ratelimit.h>
48 #include <linux/task_work.h>
49
50 #include <asm/switch_to.h>
51
52 #include <linux/sched/cond_resched.h>
53
54 #include "sched.h"
55 #include "stats.h"
56 #include "autogroup.h"
57
58 /*
59  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
60  *
61  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
62  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
63  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
64  * based scheduling concepts.
65  *
66  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
67  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
68  *
69  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
70  */
71 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
72 static unsigned int normalized_sysctl_sched_latency     = 6000000ULL;
73
74 /*
75  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
76  *
77  * Options are:
78  *
79  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
80  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
81  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
82  *
83  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
84  */
85 unsigned int sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
86
87 /*
88  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
89  *
90  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
91  */
92 unsigned int sysctl_sched_min_granularity                       = 750000ULL;
93 static unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity     = 750000ULL;
94
95 /*
96  * Minimal preemption granularity for CPU-bound SCHED_IDLE tasks.
97  * Applies only when SCHED_IDLE tasks compete with normal tasks.
98  *
99  * (default: 0.75 msec)
100  */
101 unsigned int sysctl_sched_idle_min_granularity                  = 750000ULL;
102
103 /*
104  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
105  */
106 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
107
108 /*
109  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
110  * parent will (try to) run first.
111  */
112 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
113
114 /*
115  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
116  *
117  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
118  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
119  * have immediate wakeup/sleep latencies.
120  *
121  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
122  */
123 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity                    = 1000000UL;
124 static unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity  = 1000000UL;
125
126 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
127
128 int sched_thermal_decay_shift;
129 static int __init setup_sched_thermal_decay_shift(char *str)
130 {
131         int _shift = 0;
132
133         if (kstrtoint(str, 0, &_shift))
134                 pr_warn("Unable to set scheduler thermal pressure decay shift parameter\n");
135
136         sched_thermal_decay_shift = clamp(_shift, 0, 10);
137         return 1;
138 }
139 __setup("sched_thermal_decay_shift=", setup_sched_thermal_decay_shift);
140
141 #ifdef CONFIG_SMP
142 /*
143  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
144  */
145 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
146 {
147         return -cpu;
148 }
149
150 /*
151  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity.
152  *
153  * (default: ~20%)
154  */
155 #define fits_capacity(cap, max) ((cap) * 1280 < (max) * 1024)
156
157 /*
158  * The margin used when comparing CPU capacities.
159  * is 'cap1' noticeably greater than 'cap2'
160  *
161  * (default: ~5%)
162  */
163 #define capacity_greater(cap1, cap2) ((cap1) * 1024 > (cap2) * 1078)
164 #endif
165
166 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
167 /*
168  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
169  * each time a cfs_rq requests quota.
170  *
171  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
172  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
173  * we will always only issue the remaining available time.
174  *
175  * (default: 5 msec, units: microseconds)
176  */
177 static unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice            = 5000UL;
178 #endif
179
180 #ifdef CONFIG_SYSCTL
181 static struct ctl_table sched_fair_sysctls[] = {
182         {
183                 .procname       = "sched_child_runs_first",
184                 .data           = &sysctl_sched_child_runs_first,
185                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
186                 .mode           = 0644,
187                 .proc_handler   = proc_dointvec,
188         },
189 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
190         {
191                 .procname       = "sched_cfs_bandwidth_slice_us",
192                 .data           = &sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice,
193                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
194                 .mode           = 0644,
195                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
196                 .extra1         = SYSCTL_ONE,
197         },
198 #endif
199         {}
200 };
201
202 static int __init sched_fair_sysctl_init(void)
203 {
204         register_sysctl_init("kernel", sched_fair_sysctls);
205         return 0;
206 }
207 late_initcall(sched_fair_sysctl_init);
208 #endif
209
210 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
211 {
212         lw->weight += inc;
213         lw->inv_weight = 0;
214 }
215
216 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
217 {
218         lw->weight -= dec;
219         lw->inv_weight = 0;
220 }
221
222 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
223 {
224         lw->weight = w;
225         lw->inv_weight = 0;
226 }
227
228 /*
229  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
230  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
231  * to users decreases. But the relationship is not linear,
232  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
233  * number of CPUs.
234  *
235  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
236  */
237 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
238 {
239         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
240         unsigned int factor;
241
242         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
243         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
244                 factor = 1;
245                 break;
246         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
247                 factor = cpus;
248                 break;
249         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
250         default:
251                 factor = 1 + ilog2(cpus);
252                 break;
253         }
254
255         return factor;
256 }
257
258 static void update_sysctl(void)
259 {
260         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
261
262 #define SET_SYSCTL(name) \
263         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
264         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
265         SET_SYSCTL(sched_latency);
266         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
267 #undef SET_SYSCTL
268 }
269
270 void __init sched_init_granularity(void)
271 {
272         update_sysctl();
273 }
274
275 #define WMULT_CONST     (~0U)
276 #define WMULT_SHIFT     32
277
278 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
279 {
280         unsigned long w;
281
282         if (likely(lw->inv_weight))
283                 return;
284
285         w = scale_load_down(lw->weight);
286
287         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
288                 lw->inv_weight = 1;
289         else if (unlikely(!w))
290                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
291         else
292                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
293 }
294
295 /*
296  * delta_exec * weight / lw.weight
297  *   OR
298  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
299  *
300  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
301  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
302  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
303  *
304  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
305  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
306  */
307 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
308 {
309         u64 fact = scale_load_down(weight);
310         u32 fact_hi = (u32)(fact >> 32);
311         int shift = WMULT_SHIFT;
312         int fs;
313
314         __update_inv_weight(lw);
315
316         if (unlikely(fact_hi)) {
317                 fs = fls(fact_hi);
318                 shift -= fs;
319                 fact >>= fs;
320         }
321
322         fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
323
324         fact_hi = (u32)(fact >> 32);
325         if (fact_hi) {
326                 fs = fls(fact_hi);
327                 shift -= fs;
328                 fact >>= fs;
329         }
330
331         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
332 }
333
334
335 const struct sched_class fair_sched_class;
336
337 /**************************************************************
338  * CFS operations on generic schedulable entities:
339  */
340
341 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
342
343 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
344 #define for_each_sched_entity(se) \
345                 for (; se; se = se->parent)
346
347 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
348 {
349         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
350         int cpu = cpu_of(rq);
351
352         if (cfs_rq->on_list)
353                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
354
355         cfs_rq->on_list = 1;
356
357         /*
358          * Ensure we either appear before our parent (if already
359          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
360          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
361          * reduces this to two cases and a special case for the root
362          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
363          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
364          * to a tree or when we reach the top of the tree
365          */
366         if (cfs_rq->tg->parent &&
367             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
368                 /*
369                  * If parent is already on the list, we add the child
370                  * just before. Thanks to circular linked property of
371                  * the list, this means to put the child at the tail
372                  * of the list that starts by parent.
373                  */
374                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
375                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
376                 /*
377                  * The branch is now connected to its tree so we can
378                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
379                  * list.
380                  */
381                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
382                 return true;
383         }
384
385         if (!cfs_rq->tg->parent) {
386                 /*
387                  * cfs rq without parent should be put
388                  * at the tail of the list.
389                  */
390                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
391                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
392                 /*
393                  * We have reach the top of a tree so we can reset
394                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
395                  */
396                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
397                 return true;
398         }
399
400         /*
401          * The parent has not already been added so we want to
402          * make sure that it will be put after us.
403          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
404          * where we will add parent.
405          */
406         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
407         /*
408          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
409          * of the branch
410          */
411         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
412         return false;
413 }
414
415 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
416 {
417         if (cfs_rq->on_list) {
418                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
419
420                 /*
421                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
422                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
423                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
424                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
425                  * at the end of the enqueue.
426                  */
427                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
428                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
429
430                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
431                 cfs_rq->on_list = 0;
432         }
433 }
434
435 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
436 {
437         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
438 }
439
440 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
441 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
442         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
443                                  leaf_cfs_rq_list)
444
445 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
446 static inline struct cfs_rq *
447 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
448 {
449         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
450                 return se->cfs_rq;
451
452         return NULL;
453 }
454
455 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
456 {
457         return se->parent;
458 }
459
460 static void
461 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
462 {
463         int se_depth, pse_depth;
464
465         /*
466          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
467          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
468          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
469          * parent.
470          */
471
472         /* First walk up until both entities are at same depth */
473         se_depth = (*se)->depth;
474         pse_depth = (*pse)->depth;
475
476         while (se_depth > pse_depth) {
477                 se_depth--;
478                 *se = parent_entity(*se);
479         }
480
481         while (pse_depth > se_depth) {
482                 pse_depth--;
483                 *pse = parent_entity(*pse);
484         }
485
486         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
487                 *se = parent_entity(*se);
488                 *pse = parent_entity(*pse);
489         }
490 }
491
492 static int tg_is_idle(struct task_group *tg)
493 {
494         return tg->idle > 0;
495 }
496
497 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
498 {
499         return cfs_rq->idle > 0;
500 }
501
502 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
503 {
504         if (entity_is_task(se))
505                 return task_has_idle_policy(task_of(se));
506         return cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se));
507 }
508
509 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
510
511 #define for_each_sched_entity(se) \
512                 for (; se; se = NULL)
513
514 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
515 {
516         return true;
517 }
518
519 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
520 {
521 }
522
523 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
524 {
525 }
526
527 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
528                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
529
530 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
531 {
532         return NULL;
533 }
534
535 static inline void
536 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
537 {
538 }
539
540 static inline int tg_is_idle(struct task_group *tg)
541 {
542         return 0;
543 }
544
545 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
546 {
547         return 0;
548 }
549
550 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
551 {
552         return 0;
553 }
554
555 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
556
557 static __always_inline
558 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
559
560 /**************************************************************
561  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
562  */
563
564 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
565 {
566         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
567         if (delta > 0)
568                 max_vruntime = vruntime;
569
570         return max_vruntime;
571 }
572
573 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
574 {
575         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
576         if (delta < 0)
577                 min_vruntime = vruntime;
578
579         return min_vruntime;
580 }
581
582 static inline bool entity_before(struct sched_entity *a,
583                                 struct sched_entity *b)
584 {
585         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
586 }
587
588 #define __node_2_se(node) \
589         rb_entry((node), struct sched_entity, run_node)
590
591 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
592 {
593         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
594         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
595
596         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
597
598         if (curr) {
599                 if (curr->on_rq)
600                         vruntime = curr->vruntime;
601                 else
602                         curr = NULL;
603         }
604
605         if (leftmost) { /* non-empty tree */
606                 struct sched_entity *se = __node_2_se(leftmost);
607
608                 if (!curr)
609                         vruntime = se->vruntime;
610                 else
611                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
612         }
613
614         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
615         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
616 #ifndef CONFIG_64BIT
617         smp_wmb();
618         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
619 #endif
620 }
621
622 static inline bool __entity_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
623 {
624         return entity_before(__node_2_se(a), __node_2_se(b));
625 }
626
627 /*
628  * Enqueue an entity into the rb-tree:
629  */
630 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
631 {
632         rb_add_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline, __entity_less);
633 }
634
635 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
636 {
637         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
638 }
639
640 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
641 {
642         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
643
644         if (!left)
645                 return NULL;
646
647         return __node_2_se(left);
648 }
649
650 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
651 {
652         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
653
654         if (!next)
655                 return NULL;
656
657         return __node_2_se(next);
658 }
659
660 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
661 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
662 {
663         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
664
665         if (!last)
666                 return NULL;
667
668         return __node_2_se(last);
669 }
670
671 /**************************************************************
672  * Scheduling class statistics methods:
673  */
674
675 int sched_update_scaling(void)
676 {
677         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
678
679         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
680                                         sysctl_sched_min_granularity);
681
682 #define WRT_SYSCTL(name) \
683         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
684         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
685         WRT_SYSCTL(sched_latency);
686         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
687 #undef WRT_SYSCTL
688
689         return 0;
690 }
691 #endif
692
693 /*
694  * delta /= w
695  */
696 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
697 {
698         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
699                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
700
701         return delta;
702 }
703
704 /*
705  * The idea is to set a period in which each task runs once.
706  *
707  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
708  * this period because otherwise the slices get too small.
709  *
710  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
711  */
712 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
713 {
714         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
715                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
716         else
717                 return sysctl_sched_latency;
718 }
719
720 static bool sched_idle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
721
722 /*
723  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
724  * proportional to the weight.
725  *
726  * s = p*P[w/rw]
727  */
728 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
729 {
730         unsigned int nr_running = cfs_rq->nr_running;
731         struct sched_entity *init_se = se;
732         unsigned int min_gran;
733         u64 slice;
734
735         if (sched_feat(ALT_PERIOD))
736                 nr_running = rq_of(cfs_rq)->cfs.h_nr_running;
737
738         slice = __sched_period(nr_running + !se->on_rq);
739
740         for_each_sched_entity(se) {
741                 struct load_weight *load;
742                 struct load_weight lw;
743                 struct cfs_rq *qcfs_rq;
744
745                 qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
746                 load = &qcfs_rq->load;
747
748                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
749                         lw = qcfs_rq->load;
750
751                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
752                         load = &lw;
753                 }
754                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
755         }
756
757         if (sched_feat(BASE_SLICE)) {
758                 if (se_is_idle(init_se) && !sched_idle_cfs_rq(cfs_rq))
759                         min_gran = sysctl_sched_idle_min_granularity;
760                 else
761                         min_gran = sysctl_sched_min_granularity;
762
763                 slice = max_t(u64, slice, min_gran);
764         }
765
766         return slice;
767 }
768
769 /*
770  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
771  *
772  * vs = s/w
773  */
774 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
775 {
776         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
777 }
778
779 #include "pelt.h"
780 #ifdef CONFIG_SMP
781
782 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
783 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
784 static unsigned long capacity_of(int cpu);
785
786 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
787 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
788 {
789         struct sched_avg *sa = &se->avg;
790
791         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
792
793         /*
794          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
795          * they get a chance to stabilize to their real load level.
796          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
797          * nothing has been attached to the task group yet.
798          */
799         if (entity_is_task(se))
800                 sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
801
802         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
803 }
804
805 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
806
807 /*
808  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
809  * based on the cfs_rq's current util_avg:
810  *
811  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
812  *
813  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
814  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
815  * as when the series is a harmonic series.
816  *
817  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
818  * only 1/2 of the left utilization budget:
819  *
820  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
821  *
822  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
823  *
824  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
825  * the beginning would be like:
826  *
827  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
828  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
829  *
830  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
831  * if util_avg > util_avg_cap.
832  */
833 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
834 {
835         struct sched_entity *se = &p->se;
836         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
837         struct sched_avg *sa = &se->avg;
838         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
839         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
840
841         if (cap > 0) {
842                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
843                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
844                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
845
846                         if (sa->util_avg > cap)
847                                 sa->util_avg = cap;
848                 } else {
849                         sa->util_avg = cap;
850                 }
851         }
852
853         sa->runnable_avg = sa->util_avg;
854
855         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
856                 /*
857                  * For !fair tasks do:
858                  *
859                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
860                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
861                 switched_from_fair(rq, p);
862                  *
863                  * such that the next switched_to_fair() has the
864                  * expected state.
865                  */
866                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
867                 return;
868         }
869
870         attach_entity_cfs_rq(se);
871 }
872
873 #else /* !CONFIG_SMP */
874 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
875 {
876 }
877 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
878 {
879 }
880 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
881 {
882 }
883 #endif /* CONFIG_SMP */
884
885 /*
886  * Update the current task's runtime statistics.
887  */
888 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
889 {
890         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
891         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
892         u64 delta_exec;
893
894         if (unlikely(!curr))
895                 return;
896
897         delta_exec = now - curr->exec_start;
898         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
899                 return;
900
901         curr->exec_start = now;
902
903         if (schedstat_enabled()) {
904                 struct sched_statistics *stats;
905
906                 stats = __schedstats_from_se(curr);
907                 __schedstat_set(stats->exec_max,
908                                 max(delta_exec, stats->exec_max));
909         }
910
911         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
912         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
913
914         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
915         update_min_vruntime(cfs_rq);
916
917         if (entity_is_task(curr)) {
918                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
919
920                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
921                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
922                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
923         }
924
925         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
926 }
927
928 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
929 {
930         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
931 }
932
933 static inline void
934 update_stats_wait_start_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
935 {
936         struct sched_statistics *stats;
937         struct task_struct *p = NULL;
938
939         if (!schedstat_enabled())
940                 return;
941
942         stats = __schedstats_from_se(se);
943
944         if (entity_is_task(se))
945                 p = task_of(se);
946
947         __update_stats_wait_start(rq_of(cfs_rq), p, stats);
948 }
949
950 static inline void
951 update_stats_wait_end_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
952 {
953         struct sched_statistics *stats;
954         struct task_struct *p = NULL;
955
956         if (!schedstat_enabled())
957                 return;
958
959         stats = __schedstats_from_se(se);
960
961         /*
962          * When the sched_schedstat changes from 0 to 1, some sched se
963          * maybe already in the runqueue, the se->statistics.wait_start
964          * will be 0.So it will let the delta wrong. We need to avoid this
965          * scenario.
966          */
967         if (unlikely(!schedstat_val(stats->wait_start)))
968                 return;
969
970         if (entity_is_task(se))
971                 p = task_of(se);
972
973         __update_stats_wait_end(rq_of(cfs_rq), p, stats);
974 }
975
976 static inline void
977 update_stats_enqueue_sleeper_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
978 {
979         struct sched_statistics *stats;
980         struct task_struct *tsk = NULL;
981
982         if (!schedstat_enabled())
983                 return;
984
985         stats = __schedstats_from_se(se);
986
987         if (entity_is_task(se))
988                 tsk = task_of(se);
989
990         __update_stats_enqueue_sleeper(rq_of(cfs_rq), tsk, stats);
991 }
992
993 /*
994  * Task is being enqueued - update stats:
995  */
996 static inline void
997 update_stats_enqueue_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
998 {
999         if (!schedstat_enabled())
1000                 return;
1001
1002         /*
1003          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1004          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1005          */
1006         if (se != cfs_rq->curr)
1007                 update_stats_wait_start_fair(cfs_rq, se);
1008
1009         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1010                 update_stats_enqueue_sleeper_fair(cfs_rq, se);
1011 }
1012
1013 static inline void
1014 update_stats_dequeue_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1015 {
1016
1017         if (!schedstat_enabled())
1018                 return;
1019
1020         /*
1021          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1022          * waiting task:
1023          */
1024         if (se != cfs_rq->curr)
1025                 update_stats_wait_end_fair(cfs_rq, se);
1026
1027         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1028                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1029                 unsigned int state;
1030
1031                 /* XXX racy against TTWU */
1032                 state = READ_ONCE(tsk->__state);
1033                 if (state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1034                         __schedstat_set(tsk->stats.sleep_start,
1035                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1036                 if (state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1037                         __schedstat_set(tsk->stats.block_start,
1038                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1039         }
1040 }
1041
1042 /*
1043  * We are picking a new current task - update its stats:
1044  */
1045 static inline void
1046 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1047 {
1048         /*
1049          * We are starting a new run period:
1050          */
1051         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1052 }
1053
1054 /**************************************************
1055  * Scheduling class queueing methods:
1056  */
1057
1058 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1059 /*
1060  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1061  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1062  * numa_balancing_scan_size.
1063  */
1064 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1065 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1066
1067 /* Portion of address space to scan in MB */
1068 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1069
1070 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1071 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1072
1073 struct numa_group {
1074         refcount_t refcount;
1075
1076         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1077         int nr_tasks;
1078         pid_t gid;
1079         int active_nodes;
1080
1081         struct rcu_head rcu;
1082         unsigned long total_faults;
1083         unsigned long max_faults_cpu;
1084         /*
1085          * faults[] array is split into two regions: faults_mem and faults_cpu.
1086          *
1087          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1088          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1089          * more by CPU use than by memory faults.
1090          */
1091         unsigned long faults[];
1092 };
1093
1094 /*
1095  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1096  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1097  */
1098 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1099 {
1100         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1101                 (lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p))) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1102 }
1103
1104 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1105 {
1106         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1107 }
1108
1109 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1110 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1111
1112 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1113 {
1114         unsigned long rss = 0;
1115         unsigned long nr_scan_pages;
1116
1117         /*
1118          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1119          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1120          * on resident pages
1121          */
1122         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1123         rss = get_mm_rss(p->mm);
1124         if (!rss)
1125                 rss = nr_scan_pages;
1126
1127         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1128         return rss / nr_scan_pages;
1129 }
1130
1131 /* For sanity's sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1132 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1133
1134 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1135 {
1136         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1137         unsigned int scan, floor;
1138         unsigned int windows = 1;
1139
1140         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1141                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1142         floor = 1000 / windows;
1143
1144         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1145         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1146 }
1147
1148 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1149 {
1150         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1151         unsigned long period = smin;
1152         struct numa_group *ng;
1153
1154         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1155         rcu_read_lock();
1156         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1157         if (ng) {
1158                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1159                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1160
1161                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1162                 period *= shared + 1;
1163                 period /= private + shared + 1;
1164         }
1165         rcu_read_unlock();
1166
1167         return max(smin, period);
1168 }
1169
1170 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1171 {
1172         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1173         unsigned long smax;
1174         struct numa_group *ng;
1175
1176         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1177         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1178
1179         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1180         ng = deref_curr_numa_group(p);
1181         if (ng) {
1182                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1183                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1184                 unsigned long period = smax;
1185
1186                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1187                 period *= shared + 1;
1188                 period /= private + shared + 1;
1189
1190                 smax = max(smax, period);
1191         }
1192
1193         return max(smin, smax);
1194 }
1195
1196 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1197 {
1198         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1199         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1200 }
1201
1202 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1203 {
1204         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1205         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1206 }
1207
1208 /* Shared or private faults. */
1209 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1210
1211 /* Memory and CPU locality */
1212 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1213
1214 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1215 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1216
1217 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1218 {
1219         struct numa_group *ng;
1220         pid_t gid = 0;
1221
1222         rcu_read_lock();
1223         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1224         if (ng)
1225                 gid = ng->gid;
1226         rcu_read_unlock();
1227
1228         return gid;
1229 }
1230
1231 /*
1232  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1233  * occupy the first half of the array. The second half of the
1234  * array is for current counters, which are averaged into the
1235  * first set by task_numa_placement.
1236  */
1237 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1238 {
1239         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1240 }
1241
1242 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1243 {
1244         if (!p->numa_faults)
1245                 return 0;
1246
1247         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1248                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1249 }
1250
1251 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1252 {
1253         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1254
1255         if (!ng)
1256                 return 0;
1257
1258         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1259                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1260 }
1261
1262 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1263 {
1264         return group->faults[task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, 0)] +
1265                 group->faults[task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, 1)];
1266 }
1267
1268 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1269 {
1270         unsigned long faults = 0;
1271         int node;
1272
1273         for_each_online_node(node) {
1274                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1275         }
1276
1277         return faults;
1278 }
1279
1280 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1281 {
1282         unsigned long faults = 0;
1283         int node;
1284
1285         for_each_online_node(node) {
1286                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1287         }
1288
1289         return faults;
1290 }
1291
1292 /*
1293  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1294  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1295  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1296  */
1297 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1298
1299 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1300 {
1301         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1302 }
1303
1304 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1305 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1306                                         int lim_dist, bool task)
1307 {
1308         unsigned long score = 0;
1309         int node, max_dist;
1310
1311         /*
1312          * All nodes are directly connected, and the same distance
1313          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1314          */
1315         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1316                 return 0;
1317
1318         /* sched_max_numa_distance may be changed in parallel. */
1319         max_dist = READ_ONCE(sched_max_numa_distance);
1320         /*
1321          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1322          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1323          */
1324         for_each_online_node(node) {
1325                 unsigned long faults;
1326                 int dist = node_distance(nid, node);
1327
1328                 /*
1329                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1330                  * for placement; nid was already counted.
1331                  */
1332                 if (dist >= max_dist || node == nid)
1333                         continue;
1334
1335                 /*
1336                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1337                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1338                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1339                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1340                  * of each group. Skip other nodes.
1341                  */
1342                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE && dist >= lim_dist)
1343                         continue;
1344
1345                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1346                 if (task)
1347                         faults = task_faults(p, node);
1348                 else
1349                         faults = group_faults(p, node);
1350
1351                 /*
1352                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1353                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1354                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1355                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1356                  * The further away a node is, the less the faults count.
1357                  * This seems to result in good task placement.
1358                  */
1359                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1360                         faults *= (max_dist - dist);
1361                         faults /= (max_dist - LOCAL_DISTANCE);
1362                 }
1363
1364                 score += faults;
1365         }
1366
1367         return score;
1368 }
1369
1370 /*
1371  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1372  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1373  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1374  * evenly spread out between numa nodes.
1375  */
1376 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1377                                         int dist)
1378 {
1379         unsigned long faults, total_faults;
1380
1381         if (!p->numa_faults)
1382                 return 0;
1383
1384         total_faults = p->total_numa_faults;
1385
1386         if (!total_faults)
1387                 return 0;
1388
1389         faults = task_faults(p, nid);
1390         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1391
1392         return 1000 * faults / total_faults;
1393 }
1394
1395 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1396                                          int dist)
1397 {
1398         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1399         unsigned long faults, total_faults;
1400
1401         if (!ng)
1402                 return 0;
1403
1404         total_faults = ng->total_faults;
1405
1406         if (!total_faults)
1407                 return 0;
1408
1409         faults = group_faults(p, nid);
1410         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1411
1412         return 1000 * faults / total_faults;
1413 }
1414
1415 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1416                                 int src_nid, int dst_cpu)
1417 {
1418         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1419         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1420         int last_cpupid, this_cpupid;
1421
1422         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1423         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1424
1425         /*
1426          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1427          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1428          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1429          * executed below.
1430          */
1431         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1432             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1433                 return true;
1434
1435         /*
1436          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1437          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1438          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1439          *
1440          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1441          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1442          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1443          *
1444          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1445          * same result twice in a row, given these samples are fully
1446          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1447          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1448          *
1449          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1450          * act on an unlikely task<->page relation.
1451          */
1452         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1453                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1454                 return false;
1455
1456         /* Always allow migrate on private faults */
1457         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1458                 return true;
1459
1460         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1461         if (!ng)
1462                 return true;
1463
1464         /*
1465          * Destination node is much more heavily used than the source
1466          * node? Allow migration.
1467          */
1468         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1469                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1470                 return true;
1471
1472         /*
1473          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1474          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1475          *
1476          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1477          * --------------- * - > ---------------
1478          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1479          */
1480         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1481                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1482 }
1483
1484 /*
1485  * 'numa_type' describes the node at the moment of load balancing.
1486  */
1487 enum numa_type {
1488         /* The node has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
1489         node_has_spare = 0,
1490         /*
1491          * The node is fully used and the tasks don't compete for more CPU
1492          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
1493          */
1494         node_fully_busy,
1495         /*
1496          * The node is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
1497          * tasks.
1498          */
1499         node_overloaded
1500 };
1501
1502 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1503 struct numa_stats {
1504         unsigned long load;
1505         unsigned long runnable;
1506         unsigned long util;
1507         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1508         unsigned long compute_capacity;
1509         unsigned int nr_running;
1510         unsigned int weight;
1511         enum numa_type node_type;
1512         int idle_cpu;
1513 };
1514
1515 static inline bool is_core_idle(int cpu)
1516 {
1517 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1518         int sibling;
1519
1520         for_each_cpu(sibling, cpu_smt_mask(cpu)) {
1521                 if (cpu == sibling)
1522                         continue;
1523
1524                 if (!idle_cpu(sibling))
1525                         return false;
1526         }
1527 #endif
1528
1529         return true;
1530 }
1531
1532 struct task_numa_env {
1533         struct task_struct *p;
1534
1535         int src_cpu, src_nid;
1536         int dst_cpu, dst_nid;
1537         int imb_numa_nr;
1538
1539         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1540
1541         int imbalance_pct;
1542         int dist;
1543
1544         struct task_struct *best_task;
1545         long best_imp;
1546         int best_cpu;
1547 };
1548
1549 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq);
1550 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq);
1551 static inline long adjust_numa_imbalance(int imbalance,
1552                                         int dst_running, int imb_numa_nr);
1553
1554 static inline enum
1555 numa_type numa_classify(unsigned int imbalance_pct,
1556                          struct numa_stats *ns)
1557 {
1558         if ((ns->nr_running > ns->weight) &&
1559             (((ns->compute_capacity * 100) < (ns->util * imbalance_pct)) ||
1560              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) < (ns->runnable * 100))))
1561                 return node_overloaded;
1562
1563         if ((ns->nr_running < ns->weight) ||
1564             (((ns->compute_capacity * 100) > (ns->util * imbalance_pct)) &&
1565              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) > (ns->runnable * 100))))
1566                 return node_has_spare;
1567
1568         return node_fully_busy;
1569 }
1570
1571 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1572 /* Forward declarations of select_idle_sibling helpers */
1573 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def);
1574 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1575 {
1576         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present) ||
1577             idle_core >= 0 || !test_idle_cores(cpu, false))
1578                 return idle_core;
1579
1580         /*
1581          * Prefer cores instead of packing HT siblings
1582          * and triggering future load balancing.
1583          */
1584         if (is_core_idle(cpu))
1585                 idle_core = cpu;
1586
1587         return idle_core;
1588 }
1589 #else
1590 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1591 {
1592         return idle_core;
1593 }
1594 #endif
1595
1596 /*
1597  * Gather all necessary information to make NUMA balancing placement
1598  * decisions that are compatible with standard load balancer. This
1599  * borrows code and logic from update_sg_lb_stats but sharing a
1600  * common implementation is impractical.
1601  */
1602 static void update_numa_stats(struct task_numa_env *env,
1603                               struct numa_stats *ns, int nid,
1604                               bool find_idle)
1605 {
1606         int cpu, idle_core = -1;
1607
1608         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1609         ns->idle_cpu = -1;
1610
1611         rcu_read_lock();
1612         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1613                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1614
1615                 ns->load += cpu_load(rq);
1616                 ns->runnable += cpu_runnable(rq);
1617                 ns->util += cpu_util_cfs(cpu);
1618                 ns->nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
1619                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1620
1621                 if (find_idle && !rq->nr_running && idle_cpu(cpu)) {
1622                         if (READ_ONCE(rq->numa_migrate_on) ||
1623                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1624                                 continue;
1625
1626                         if (ns->idle_cpu == -1)
1627                                 ns->idle_cpu = cpu;
1628
1629                         idle_core = numa_idle_core(idle_core, cpu);
1630                 }
1631         }
1632         rcu_read_unlock();
1633
1634         ns->weight = cpumask_weight(cpumask_of_node(nid));
1635
1636         ns->node_type = numa_classify(env->imbalance_pct, ns);
1637
1638         if (idle_core >= 0)
1639                 ns->idle_cpu = idle_core;
1640 }
1641
1642 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1643                              struct task_struct *p, long imp)
1644 {
1645         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1646
1647         /* Check if run-queue part of active NUMA balance. */
1648         if (env->best_cpu != env->dst_cpu && xchg(&rq->numa_migrate_on, 1)) {
1649                 int cpu;
1650                 int start = env->dst_cpu;
1651
1652                 /* Find alternative idle CPU. */
1653                 for_each_cpu_wrap(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid), start) {
1654                         if (cpu == env->best_cpu || !idle_cpu(cpu) ||
1655                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr)) {
1656                                 continue;
1657                         }
1658
1659                         env->dst_cpu = cpu;
1660                         rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1661                         if (!xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1662                                 goto assign;
1663                 }
1664
1665                 /* Failed to find an alternative idle CPU */
1666                 return;
1667         }
1668
1669 assign:
1670         /*
1671          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1672          * found a better CPU to move/swap.
1673          */
1674         if (env->best_cpu != -1 && env->best_cpu != env->dst_cpu) {
1675                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1676                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1677         }
1678
1679         if (env->best_task)
1680                 put_task_struct(env->best_task);
1681         if (p)
1682                 get_task_struct(p);
1683
1684         env->best_task = p;
1685         env->best_imp = imp;
1686         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1687 }
1688
1689 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1690                                 struct task_numa_env *env)
1691 {
1692         long imb, old_imb;
1693         long orig_src_load, orig_dst_load;
1694         long src_capacity, dst_capacity;
1695
1696         /*
1697          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1698          *
1699          * src_load        dst_load
1700          * ------------ vs ---------
1701          * src_capacity    dst_capacity
1702          */
1703         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1704         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1705
1706         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1707
1708         orig_src_load = env->src_stats.load;
1709         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1710
1711         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1712
1713         /* Would this change make things worse? */
1714         return (imb > old_imb);
1715 }
1716
1717 /*
1718  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1719  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1720  * Used to deter task migration.
1721  */
1722 #define SMALLIMP        30
1723
1724 /*
1725  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1726  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1727  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1728  * be exchanged with the source task
1729  */
1730 static bool task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1731                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1732 {
1733         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1734         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1735         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1736         struct task_struct *cur;
1737         long src_load, dst_load;
1738         int dist = env->dist;
1739         long moveimp = imp;
1740         long load;
1741         bool stopsearch = false;
1742
1743         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1744                 return false;
1745
1746         rcu_read_lock();
1747         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
1748         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1749                 cur = NULL;
1750
1751         /*
1752          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1753          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1754          */
1755         if (cur == env->p) {
1756                 stopsearch = true;
1757                 goto unlock;
1758         }
1759
1760         if (!cur) {
1761                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1762                         goto assign;
1763                 else
1764                         goto unlock;
1765         }
1766
1767         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu. */
1768         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1769                 goto unlock;
1770
1771         /*
1772          * Skip this swap candidate if it is not moving to its preferred
1773          * node and the best task is.
1774          */
1775         if (env->best_task &&
1776             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1777             cur->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1778                 goto unlock;
1779         }
1780
1781         /*
1782          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1783          * source and destination node. Calculate the total differential for
1784          * the source task and potential destination task. The more negative
1785          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1786          * be incurred if the tasks were swapped.
1787          *
1788          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1789          * in any group then look only at task weights.
1790          */
1791         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1792         if (cur_ng == p_ng) {
1793                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1794                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1795                 /*
1796                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1797                  * tasks within a group over tiny differences.
1798                  */
1799                 if (cur_ng)
1800                         imp -= imp / 16;
1801         } else {
1802                 /*
1803                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1804                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1805                  */
1806                 if (cur_ng && p_ng)
1807                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1808                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1809                 else
1810                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1811                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1812         }
1813
1814         /* Discourage picking a task already on its preferred node */
1815         if (cur->numa_preferred_nid == env->dst_nid)
1816                 imp -= imp / 16;
1817
1818         /*
1819          * Encourage picking a task that moves to its preferred node.
1820          * This potentially makes imp larger than it's maximum of
1821          * 1998 (see SMALLIMP and task_weight for why) but in this
1822          * case, it does not matter.
1823          */
1824         if (cur->numa_preferred_nid == env->src_nid)
1825                 imp += imp / 8;
1826
1827         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1828                 imp = moveimp;
1829                 cur = NULL;
1830                 goto assign;
1831         }
1832
1833         /*
1834          * Prefer swapping with a task moving to its preferred node over a
1835          * task that is not.
1836          */
1837         if (env->best_task && cur->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1838             env->best_task->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1839                 goto assign;
1840         }
1841
1842         /*
1843          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1844          * task migration might only result in ping pong
1845          * of tasks and also hurt performance due to cache
1846          * misses.
1847          */
1848         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1849                 goto unlock;
1850
1851         /*
1852          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1853          */
1854         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1855         if (!load)
1856                 goto assign;
1857
1858         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1859         src_load = env->src_stats.load - load;
1860
1861         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1862                 goto unlock;
1863
1864 assign:
1865         /* Evaluate an idle CPU for a task numa move. */
1866         if (!cur) {
1867                 int cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1868
1869                 /* Nothing cached so current CPU went idle since the search. */
1870                 if (cpu < 0)
1871                         cpu = env->dst_cpu;
1872
1873                 /*
1874                  * If the CPU is no longer truly idle and the previous best CPU
1875                  * is, keep using it.
1876                  */
1877                 if (!idle_cpu(cpu) && env->best_cpu >= 0 &&
1878                     idle_cpu(env->best_cpu)) {
1879                         cpu = env->best_cpu;
1880                 }
1881
1882                 env->dst_cpu = cpu;
1883         }
1884
1885         task_numa_assign(env, cur, imp);
1886
1887         /*
1888          * If a move to idle is allowed because there is capacity or load
1889          * balance improves then stop the search. While a better swap
1890          * candidate may exist, a search is not free.
1891          */
1892         if (maymove && !cur && env->best_cpu >= 0 && idle_cpu(env->best_cpu))
1893                 stopsearch = true;
1894
1895         /*
1896          * If a swap candidate must be identified and the current best task
1897          * moves its preferred node then stop the search.
1898          */
1899         if (!maymove && env->best_task &&
1900             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid) {
1901                 stopsearch = true;
1902         }
1903 unlock:
1904         rcu_read_unlock();
1905
1906         return stopsearch;
1907 }
1908
1909 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1910                                 long taskimp, long groupimp)
1911 {
1912         bool maymove = false;
1913         int cpu;
1914
1915         /*
1916          * If dst node has spare capacity, then check if there is an
1917          * imbalance that would be overruled by the load balancer.
1918          */
1919         if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare) {
1920                 unsigned int imbalance;
1921                 int src_running, dst_running;
1922
1923                 /*
1924                  * Would movement cause an imbalance? Note that if src has
1925                  * more running tasks that the imbalance is ignored as the
1926                  * move improves the imbalance from the perspective of the
1927                  * CPU load balancer.
1928                  * */
1929                 src_running = env->src_stats.nr_running - 1;
1930                 dst_running = env->dst_stats.nr_running + 1;
1931                 imbalance = max(0, dst_running - src_running);
1932                 imbalance = adjust_numa_imbalance(imbalance, dst_running,
1933                                                   env->imb_numa_nr);
1934
1935                 /* Use idle CPU if there is no imbalance */
1936                 if (!imbalance) {
1937                         maymove = true;
1938                         if (env->dst_stats.idle_cpu >= 0) {
1939                                 env->dst_cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1940                                 task_numa_assign(env, NULL, 0);
1941                                 return;
1942                         }
1943                 }
1944         } else {
1945                 long src_load, dst_load, load;
1946                 /*
1947                  * If the improvement from just moving env->p direction is better
1948                  * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1949                  */
1950                 load = task_h_load(env->p);
1951                 dst_load = env->dst_stats.load + load;
1952                 src_load = env->src_stats.load - load;
1953                 maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1954         }
1955
1956         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1957                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1958                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1959                         continue;
1960
1961                 env->dst_cpu = cpu;
1962                 if (task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove))
1963                         break;
1964         }
1965 }
1966
1967 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1968 {
1969         struct task_numa_env env = {
1970                 .p = p,
1971
1972                 .src_cpu = task_cpu(p),
1973                 .src_nid = task_node(p),
1974
1975                 .imbalance_pct = 112,
1976
1977                 .best_task = NULL,
1978                 .best_imp = 0,
1979                 .best_cpu = -1,
1980         };
1981         unsigned long taskweight, groupweight;
1982         struct sched_domain *sd;
1983         long taskimp, groupimp;
1984         struct numa_group *ng;
1985         struct rq *best_rq;
1986         int nid, ret, dist;
1987
1988         /*
1989          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1990          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1991          *
1992          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1993          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1994          * to satisfy here.
1995          */
1996         rcu_read_lock();
1997         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1998         if (sd) {
1999                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2000                 env.imb_numa_nr = sd->imb_numa_nr;
2001         }
2002         rcu_read_unlock();
2003
2004         /*
2005          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
2006          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
2007          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
2008          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
2009          */
2010         if (unlikely(!sd)) {
2011                 sched_setnuma(p, task_node(p));
2012                 return -EINVAL;
2013         }
2014
2015         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
2016         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2017         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2018         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2019         update_numa_stats(&env, &env.src_stats, env.src_nid, false);
2020         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
2021         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
2022         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2023
2024         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
2025         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2026
2027         /*
2028          * Look at other nodes in these cases:
2029          * - there is no space available on the preferred_nid
2030          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
2031          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
2032          *   we need to check other locations.
2033          */
2034         ng = deref_curr_numa_group(p);
2035         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
2036                 for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2037                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
2038                                 continue;
2039
2040                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2041                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
2042                                                 dist != env.dist) {
2043                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2044                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2045                         }
2046
2047                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
2048                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
2049                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
2050                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
2051                                 continue;
2052
2053                         env.dist = dist;
2054                         env.dst_nid = nid;
2055                         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2056                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2057                 }
2058         }
2059
2060         /*
2061          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
2062          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
2063          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
2064          * settle down.
2065          * A task that migrated to a second choice node will be better off
2066          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
2067          */
2068         if (ng) {
2069                 if (env.best_cpu == -1)
2070                         nid = env.src_nid;
2071                 else
2072                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
2073
2074                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
2075                         sched_setnuma(p, nid);
2076         }
2077
2078         /* No better CPU than the current one was found. */
2079         if (env.best_cpu == -1) {
2080                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, -1);
2081                 return -EAGAIN;
2082         }
2083
2084         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
2085         if (env.best_task == NULL) {
2086                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
2087                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2088                 if (ret != 0)
2089                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, env.best_cpu);
2090                 return ret;
2091         }
2092
2093         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
2094         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2095
2096         if (ret != 0)
2097                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_task, env.best_cpu);
2098         put_task_struct(env.best_task);
2099         return ret;
2100 }
2101
2102 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
2103 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
2104 {
2105         unsigned long interval = HZ;
2106
2107         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
2108         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
2109                 return;
2110
2111         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
2112         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
2113         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
2114
2115         /* Success if task is already running on preferred CPU */
2116         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
2117                 return;
2118
2119         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
2120         task_numa_migrate(p);
2121 }
2122
2123 /*
2124  * Find out how many nodes the workload is actively running on. Do this by
2125  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
2126  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
2127  * located.
2128  */
2129 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
2130 {
2131         unsigned long faults, max_faults = 0;
2132         int nid, active_nodes = 0;
2133
2134         for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2135                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2136                 if (faults > max_faults)
2137                         max_faults = faults;
2138         }
2139
2140         for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2141                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2142                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
2143                         active_nodes++;
2144         }
2145
2146         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
2147         numa_group->active_nodes = active_nodes;
2148 }
2149
2150 /*
2151  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
2152  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
2153  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
2154  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
2155  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
2156  */
2157 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
2158 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
2159
2160 /*
2161  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
2162  * our memory is already on our local node, or if the majority of
2163  * the page accesses are shared with other processes.
2164  * Otherwise, decrease the scan period.
2165  */
2166 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
2167                         unsigned long shared, unsigned long private)
2168 {
2169         unsigned int period_slot;
2170         int lr_ratio, ps_ratio;
2171         int diff;
2172
2173         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
2174         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
2175
2176         /*
2177          * If there were no record hinting faults then either the task is
2178          * completely idle or all activity is in areas that are not of interest
2179          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
2180          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
2181          * node is overloaded. In either case, scan slower
2182          */
2183         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
2184                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
2185                         p->numa_scan_period << 1);
2186
2187                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
2188                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2189
2190                 return;
2191         }
2192
2193         /*
2194          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
2195          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
2196          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
2197          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
2198          */
2199         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
2200         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
2201         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
2202
2203         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2204                 /*
2205                  * Most memory accesses are local. There is no need to
2206                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
2207                  */
2208                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2209                 if (!slot)
2210                         slot = 1;
2211                 diff = slot * period_slot;
2212         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2213                 /*
2214                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
2215                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
2216                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
2217                  */
2218                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2219                 if (!slot)
2220                         slot = 1;
2221                 diff = slot * period_slot;
2222         } else {
2223                 /*
2224                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
2225                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
2226                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
2227                  */
2228                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2229                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2230         }
2231
2232         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2233                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2234         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2235 }
2236
2237 /*
2238  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2239  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2240  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2241  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2242  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2243  */
2244 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2245 {
2246         u64 runtime, delta, now;
2247         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2248         now = p->se.exec_start;
2249         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2250
2251         if (p->last_task_numa_placement) {
2252                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2253                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2254
2255                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2256                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2257                         *period = 0;
2258         } else {
2259                 delta = p->se.avg.load_sum;
2260                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2261         }
2262
2263         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2264         p->last_task_numa_placement = now;
2265
2266         return delta;
2267 }
2268
2269 /*
2270  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2271  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2272  * otherwise workloads might not converge.
2273  */
2274 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2275 {
2276         nodemask_t nodes;
2277         int dist;
2278
2279         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2280         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2281                 return nid;
2282
2283         /*
2284          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2285          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2286          * both the node itself, and on nearby nodes.
2287          */
2288         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2289                 unsigned long score, max_score = 0;
2290                 int node, max_node = nid;
2291
2292                 dist = sched_max_numa_distance;
2293
2294                 for_each_node_state(node, N_CPU) {
2295                         score = group_weight(p, node, dist);
2296                         if (score > max_score) {
2297                                 max_score = score;
2298                                 max_node = node;
2299                         }
2300                 }
2301                 return max_node;
2302         }
2303
2304         /*
2305          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2306          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2307          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2308          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2309          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2310          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2311          * keep the complexity of the search down.
2312          */
2313         nodes = node_states[N_CPU];
2314         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2315                 unsigned long max_faults = 0;
2316                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2317                 int a, b;
2318
2319                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2320                 if (!find_numa_distance(dist))
2321                         continue;
2322
2323                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2324                         unsigned long faults = 0;
2325                         nodemask_t this_group;
2326                         nodes_clear(this_group);
2327
2328                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2329                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2330                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2331                                         faults += group_faults(p, b);
2332                                         node_set(b, this_group);
2333                                         node_clear(b, nodes);
2334                                 }
2335                         }
2336
2337                         /* Remember the top group. */
2338                         if (faults > max_faults) {
2339                                 max_faults = faults;
2340                                 max_group = this_group;
2341                                 /*
2342                                  * subtle: at the smallest distance there is
2343                                  * just one node left in each "group", the
2344                                  * winner is the preferred nid.
2345                                  */
2346                                 nid = a;
2347                         }
2348                 }
2349                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2350                 if (!max_faults)
2351                         break;
2352                 nodes = max_group;
2353         }
2354         return nid;
2355 }
2356
2357 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2358 {
2359         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2360         unsigned long max_faults = 0;
2361         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2362         unsigned long total_faults;
2363         u64 runtime, period;
2364         spinlock_t *group_lock = NULL;
2365         struct numa_group *ng;
2366
2367         /*
2368          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2369          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2370          * that the field is read in a single access:
2371          */
2372         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2373         if (p->numa_scan_seq == seq)
2374                 return;
2375         p->numa_scan_seq = seq;
2376         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2377
2378         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2379                        p->numa_faults_locality[1];
2380         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2381
2382         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2383         ng = deref_curr_numa_group(p);
2384         if (ng) {
2385                 group_lock = &ng->lock;
2386                 spin_lock_irq(group_lock);
2387         }
2388
2389         /* Find the node with the highest number of faults */
2390         for_each_online_node(nid) {
2391                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2392                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2393                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2394                 int priv;
2395
2396                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2397                         long diff, f_diff, f_weight;
2398
2399                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2400                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2401                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2402                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2403
2404                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2405                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2406                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2407                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2408
2409                         /*
2410                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2411                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2412                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2413                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2414                          * faults are less important.
2415                          */
2416                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2417                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2418                                    (total_faults + 1);
2419                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2420                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2421
2422                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2423                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2424                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2425                         p->total_numa_faults += diff;
2426                         if (ng) {
2427                                 /*
2428                                  * safe because we can only change our own group
2429                                  *
2430                                  * mem_idx represents the offset for a given
2431                                  * nid and priv in a specific region because it
2432                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2433                                  */
2434                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2435                                 ng->faults[cpu_idx] += f_diff;
2436                                 ng->total_faults += diff;
2437                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2438                         }
2439                 }
2440
2441                 if (!ng) {
2442                         if (faults > max_faults) {
2443                                 max_faults = faults;
2444                                 max_nid = nid;
2445                         }
2446                 } else if (group_faults > max_faults) {
2447                         max_faults = group_faults;
2448                         max_nid = nid;
2449                 }
2450         }
2451
2452         /* Cannot migrate task to CPU-less node */
2453         if (max_nid != NUMA_NO_NODE && !node_state(max_nid, N_CPU)) {
2454                 int near_nid = max_nid;
2455                 int distance, near_distance = INT_MAX;
2456
2457                 for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2458                         distance = node_distance(max_nid, nid);
2459                         if (distance < near_distance) {
2460                                 near_nid = nid;
2461                                 near_distance = distance;
2462                         }
2463                 }
2464                 max_nid = near_nid;
2465         }
2466
2467         if (ng) {
2468                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2469                 spin_unlock_irq(group_lock);
2470                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2471         }
2472
2473         if (max_faults) {
2474                 /* Set the new preferred node */
2475                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2476                         sched_setnuma(p, max_nid);
2477         }
2478
2479         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2480 }
2481
2482 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2483 {
2484         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2485 }
2486
2487 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2488 {
2489         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2490                 kfree_rcu(grp, rcu);
2491 }
2492
2493 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2494                         int *priv)
2495 {
2496         struct numa_group *grp, *my_grp;
2497         struct task_struct *tsk;
2498         bool join = false;
2499         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2500         int i;
2501
2502         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2503                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2504                                     NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS *
2505                                     nr_node_ids * sizeof(unsigned long);
2506
2507                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2508                 if (!grp)
2509                         return;
2510
2511                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2512                 grp->active_nodes = 1;
2513                 grp->max_faults_cpu = 0;
2514                 spin_lock_init(&grp->lock);
2515                 grp->gid = p->pid;
2516
2517                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2518                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2519
2520                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2521
2522                 grp->nr_tasks++;
2523                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2524         }
2525
2526         rcu_read_lock();
2527         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2528
2529         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2530                 goto no_join;
2531
2532         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2533         if (!grp)
2534                 goto no_join;
2535
2536         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2537         if (grp == my_grp)
2538                 goto no_join;
2539
2540         /*
2541          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2542          * the other task will join us.
2543          */
2544         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2545                 goto no_join;
2546
2547         /*
2548          * Tie-break on the grp address.
2549          */
2550         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2551                 goto no_join;
2552
2553         /* Always join threads in the same process. */
2554         if (tsk->mm == current->mm)
2555                 join = true;
2556
2557         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2558         if (flags & TNF_SHARED)
2559                 join = true;
2560
2561         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2562         *priv = !join;
2563
2564         if (join && !get_numa_group(grp))
2565                 goto no_join;
2566
2567         rcu_read_unlock();
2568
2569         if (!join)
2570                 return;
2571
2572         BUG_ON(irqs_disabled());
2573         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2574
2575         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2576                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2577                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2578         }
2579         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2580         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2581
2582         my_grp->nr_tasks--;
2583         grp->nr_tasks++;
2584
2585         spin_unlock(&my_grp->lock);
2586         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2587
2588         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2589
2590         put_numa_group(my_grp);
2591         return;
2592
2593 no_join:
2594         rcu_read_unlock();
2595         return;
2596 }
2597
2598 /*
2599  * Get rid of NUMA statistics associated with a task (either current or dead).
2600  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2601  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2602  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2603  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2604  */
2605 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2606 {
2607         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2608         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2609         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2610         unsigned long flags;
2611         int i;
2612
2613         if (!numa_faults)
2614                 return;
2615
2616         if (grp) {
2617                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2618                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2619                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2620                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2621
2622                 grp->nr_tasks--;
2623                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2624                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2625                 put_numa_group(grp);
2626         }
2627
2628         if (final) {
2629                 p->numa_faults = NULL;
2630                 kfree(numa_faults);
2631         } else {
2632                 p->total_numa_faults = 0;
2633                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2634                         numa_faults[i] = 0;
2635         }
2636 }
2637
2638 /*
2639  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2640  */
2641 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2642 {
2643         struct task_struct *p = current;
2644         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2645         int cpu_node = task_node(current);
2646         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2647         struct numa_group *ng;
2648         int priv;
2649
2650         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2651                 return;
2652
2653         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2654         if (!p->mm)
2655                 return;
2656
2657         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2658         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2659                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2660                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2661
2662                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2663                 if (!p->numa_faults)
2664                         return;
2665
2666                 p->total_numa_faults = 0;
2667                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2668         }
2669
2670         /*
2671          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2672          * to be private if the accessing pid has not changed
2673          */
2674         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2675                 priv = 1;
2676         } else {
2677                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2678                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2679                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2680         }
2681
2682         /*
2683          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2684          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2685          * actively using should be counted as local. This allows the
2686          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2687          */
2688         ng = deref_curr_numa_group(p);
2689         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2690                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2691                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2692                 local = 1;
2693
2694         /*
2695          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2696          * previously failed, or the scheduler moved us.
2697          */
2698         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2699                 task_numa_placement(p);
2700                 numa_migrate_preferred(p);
2701         }
2702
2703         if (migrated)
2704                 p->numa_pages_migrated += pages;
2705         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2706                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2707
2708         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2709         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2710         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2711 }
2712
2713 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2714 {
2715         /*
2716          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2717          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2718          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2719          * much of an issue though, since this is just used for
2720          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2721          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2722          */
2723         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2724         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2725 }
2726
2727 /*
2728  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2729  * Triggered from task_tick_numa().
2730  */
2731 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
2732 {
2733         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2734         struct task_struct *p = current;
2735         struct mm_struct *mm = p->mm;
2736         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2737         struct vm_area_struct *vma;
2738         unsigned long start, end;
2739         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2740         long pages, virtpages;
2741
2742         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2743
2744         work->next = work;
2745         /*
2746          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2747          *
2748          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2749          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2750          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2751          * work.
2752          */
2753         if (p->flags & PF_EXITING)
2754                 return;
2755
2756         if (!mm->numa_next_scan) {
2757                 mm->numa_next_scan = now +
2758                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2759         }
2760
2761         /*
2762          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2763          */
2764         migrate = mm->numa_next_scan;
2765         if (time_before(now, migrate))
2766                 return;
2767
2768         if (p->numa_scan_period == 0) {
2769                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2770                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2771         }
2772
2773         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2774         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2775                 return;
2776
2777         /*
2778          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2779          * the next time around.
2780          */
2781         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2782
2783         start = mm->numa_scan_offset;
2784         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2785         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2786         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2787         if (!pages)
2788                 return;
2789
2790
2791         if (!mmap_read_trylock(mm))
2792                 return;
2793         vma = find_vma(mm, start);
2794         if (!vma) {
2795                 reset_ptenuma_scan(p);
2796                 start = 0;
2797                 vma = mm->mmap;
2798         }
2799         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2800                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2801                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2802                         continue;
2803                 }
2804
2805                 /*
2806                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2807                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2808                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2809                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2810                  */
2811                 if (!vma->vm_mm ||
2812                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2813                         continue;
2814
2815                 /*
2816                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2817                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2818                  */
2819                 if (!vma_is_accessible(vma))
2820                         continue;
2821
2822                 do {
2823                         start = max(start, vma->vm_start);
2824                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2825                         end = min(end, vma->vm_end);
2826                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2827
2828                         /*
2829                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2830                          * hpages that have at least one present PTE that
2831                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2832                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2833                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2834                          * areas faster.
2835                          */
2836                         if (nr_pte_updates)
2837                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2838                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2839
2840                         start = end;
2841                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2842                                 goto out;
2843
2844                         cond_resched();
2845                 } while (end != vma->vm_end);
2846         }
2847
2848 out:
2849         /*
2850          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2851          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2852          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2853          * scanner to the start so check it now.
2854          */
2855         if (vma)
2856                 mm->numa_scan_offset = start;
2857         else
2858                 reset_ptenuma_scan(p);
2859         mmap_read_unlock(mm);
2860
2861         /*
2862          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2863          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2864          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2865          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2866          */
2867         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2868                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2869                 p->node_stamp += 32 * diff;
2870         }
2871 }
2872
2873 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2874 {
2875         int mm_users = 0;
2876         struct mm_struct *mm = p->mm;
2877
2878         if (mm) {
2879                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
2880                 if (mm_users == 1) {
2881                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2882                         mm->numa_scan_seq = 0;
2883                 }
2884         }
2885         p->node_stamp                   = 0;
2886         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
2887         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2888         p->numa_migrate_retry           = 0;
2889         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
2890         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
2891         p->numa_faults                  = NULL;
2892         p->numa_pages_migrated          = 0;
2893         p->total_numa_faults            = 0;
2894         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2895         p->last_task_numa_placement     = 0;
2896         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
2897
2898         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
2899
2900         /* New address space, reset the preferred nid */
2901         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
2902                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
2903                 return;
2904         }
2905
2906         /*
2907          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
2908          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
2909          */
2910         if (mm) {
2911                 unsigned int delay;
2912
2913                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
2914                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
2915                 delay += 2 * TICK_NSEC;
2916                 p->node_stamp = delay;
2917         }
2918 }
2919
2920 /*
2921  * Drive the periodic memory faults..
2922  */
2923 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2924 {
2925         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2926         u64 period, now;
2927
2928         /*
2929          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2930          */
2931         if (!curr->mm || (curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) || work->next != work)
2932                 return;
2933
2934         /*
2935          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2936          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2937          * task needs to have done some actual work before we bother with
2938          * NUMA placement.
2939          */
2940         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2941         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2942
2943         if (now > curr->node_stamp + period) {
2944                 if (!curr->node_stamp)
2945                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2946                 curr->node_stamp += period;
2947
2948                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
2949                         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
2950         }
2951 }
2952
2953 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2954 {
2955         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2956         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2957
2958         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2959                 return;
2960
2961         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2962                 return;
2963
2964         if (src_nid == dst_nid)
2965                 return;
2966
2967         /*
2968          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2969          * has completed. This is most likely due to a new task that
2970          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2971          */
2972         if (p->numa_scan_seq) {
2973                 /*
2974                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2975                  * node or if the task was not previously running on
2976                  * the preferred node.
2977                  */
2978                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2979                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
2980                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
2981                         return;
2982         }
2983
2984         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2985 }
2986
2987 #else
2988 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2989 {
2990 }
2991
2992 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2993 {
2994 }
2995
2996 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2997 {
2998 }
2999
3000 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
3001 {
3002 }
3003
3004 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3005
3006 static void
3007 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3008 {
3009         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3010 #ifdef CONFIG_SMP
3011         if (entity_is_task(se)) {
3012                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3013
3014                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
3015                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
3016         }
3017 #endif
3018         cfs_rq->nr_running++;
3019         if (se_is_idle(se))
3020                 cfs_rq->idle_nr_running++;
3021 }
3022
3023 static void
3024 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3025 {
3026         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3027 #ifdef CONFIG_SMP
3028         if (entity_is_task(se)) {
3029                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
3030                 list_del_init(&se->group_node);
3031         }
3032 #endif
3033         cfs_rq->nr_running--;
3034         if (se_is_idle(se))
3035                 cfs_rq->idle_nr_running--;
3036 }
3037
3038 /*
3039  * Signed add and clamp on underflow.
3040  *
3041  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3042  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3043  * values.
3044  */
3045 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
3046         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3047         typeof(_val) val = (_val);                              \
3048         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3049                                                                 \
3050         res = var + val;                                        \
3051                                                                 \
3052         if (val < 0 && res > var)                               \
3053                 res = 0;                                        \
3054                                                                 \
3055         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3056 } while (0)
3057
3058 /*
3059  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3060  *
3061  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3062  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3063  * values.
3064  */
3065 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3066         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3067         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3068         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3069         res = var - val;                                        \
3070         if (res > var)                                          \
3071                 res = 0;                                        \
3072         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3073 } while (0)
3074
3075 /*
3076  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
3077  *
3078  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
3079  * and is thus optimized for local variable updates.
3080  */
3081 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
3082         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3083         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
3084 } while (0)
3085
3086 #ifdef CONFIG_SMP
3087 static inline void
3088 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3089 {
3090         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3091         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3092 }
3093
3094 static inline void
3095 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3096 {
3097         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3098         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
3099         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3100         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.load_sum,
3101                                           cfs_rq->avg.load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3102 }
3103 #else
3104 static inline void
3105 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3106 static inline void
3107 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3108 #endif
3109
3110 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
3111                             unsigned long weight)
3112 {
3113         if (se->on_rq) {
3114                 /* commit outstanding execution time */
3115                 if (cfs_rq->curr == se)
3116                         update_curr(cfs_rq);
3117                 update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3118         }
3119         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3120
3121         update_load_set(&se->load, weight);
3122
3123 #ifdef CONFIG_SMP
3124         do {
3125                 u32 divider = get_pelt_divider(&se->avg);
3126
3127                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
3128         } while (0);
3129 #endif
3130
3131         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3132         if (se->on_rq)
3133                 update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3134
3135 }
3136
3137 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
3138 {
3139         struct sched_entity *se = &p->se;
3140         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3141         struct load_weight *load = &se->load;
3142         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
3143
3144         reweight_entity(cfs_rq, se, weight);
3145         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
3146 }
3147
3148 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3149 #ifdef CONFIG_SMP
3150 /*
3151  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
3152  * global sum we all love to hate.
3153  *
3154  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
3155  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
3156  *
3157  *                     tg->weight * grq->load.weight
3158  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
3159  *                       \Sum grq->load.weight
3160  *
3161  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
3162  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
3163  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
3164  *
3165  * So instead of the above, we substitute:
3166  *
3167  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
3168  *
3169  * which yields the following:
3170  *
3171  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
3172  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
3173  *                             tg->load_avg
3174  *
3175  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
3176  *
3177  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
3178  *
3179  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
3180  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
3181  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
3182  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
3183  * yielding bad latency etc..
3184  *
3185  * Now, in that special case (1) reduces to:
3186  *
3187  *                     tg->weight * grq->load.weight
3188  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
3189  *                         grp->load.weight
3190  *
3191  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
3192  *
3193  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
3194  * UP case, like:
3195  *
3196  *   ge->load.weight =
3197  *
3198  *              tg->weight * grq->load.weight
3199  *     ---------------------------------------------------         (5)
3200  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
3201  *
3202  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
3203  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
3204  *
3205  *
3206  *                     tg->weight * grq->load.weight
3207  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
3208  *                             tg_load_avg'
3209  *
3210  * Where:
3211  *
3212  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
3213  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
3214  *
3215  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
3216  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
3217  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
3218  *
3219  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
3220  *
3221  * hence icky!
3222  */
3223 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
3224 {
3225         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3226         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3227
3228         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3229
3230         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3231
3232         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3233
3234         /* Ensure tg_weight >= load */
3235         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3236         tg_weight += load;
3237
3238         shares = (tg_shares * load);
3239         if (tg_weight)
3240                 shares /= tg_weight;
3241
3242         /*
3243          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3244          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3245          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3246          * the group on a CPU.
3247          *
3248          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3249          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3250          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3251          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3252          * instead of 0.
3253          */
3254         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3255 }
3256 #endif /* CONFIG_SMP */
3257
3258 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3259
3260 /*
3261  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3262  * runqueue.
3263  */
3264 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3265 {
3266         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3267         long shares;
3268
3269         if (!gcfs_rq)
3270                 return;
3271
3272         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3273                 return;
3274
3275 #ifndef CONFIG_SMP
3276         shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3277
3278         if (likely(se->load.weight == shares))
3279                 return;
3280 #else
3281         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3282 #endif
3283
3284         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
3285 }
3286
3287 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3288 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3289 {
3290 }
3291 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3292
3293 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3294 {
3295         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3296
3297         if (&rq->cfs == cfs_rq) {
3298                 /*
3299                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3300                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3301                  * a real problem.
3302                  *
3303                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3304                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3305                  * number include things like RT tasks.
3306                  *
3307                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3308                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3309                  *
3310                  * See cpu_util_cfs().
3311                  */
3312                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3313         }
3314 }
3315
3316 #ifdef CONFIG_SMP
3317 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3318 /*
3319  * Because list_add_leaf_cfs_rq always places a child cfs_rq on the list
3320  * immediately before a parent cfs_rq, and cfs_rqs are removed from the list
3321  * bottom-up, we only have to test whether the cfs_rq before us on the list
3322  * is our child.
3323  * If cfs_rq is not on the list, test whether a child needs its to be added to
3324  * connect a branch to the tree  * (see list_add_leaf_cfs_rq() for details).
3325  */
3326 static inline bool child_cfs_rq_on_list(struct cfs_rq *cfs_rq)
3327 {
3328         struct cfs_rq *prev_cfs_rq;
3329         struct list_head *prev;
3330
3331         if (cfs_rq->on_list) {
3332                 prev = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
3333         } else {
3334                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3335
3336                 prev = rq->tmp_alone_branch;
3337         }
3338
3339         prev_cfs_rq = container_of(prev, struct cfs_rq, leaf_cfs_rq_list);
3340
3341         return (prev_cfs_rq->tg->parent == cfs_rq->tg);
3342 }
3343
3344 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
3345 {
3346         if (cfs_rq->load.weight)
3347                 return false;
3348
3349         if (cfs_rq->avg.load_sum)
3350                 return false;
3351
3352         if (cfs_rq->avg.util_sum)
3353                 return false;
3354
3355         if (cfs_rq->avg.runnable_sum)
3356                 return false;
3357
3358         if (child_cfs_rq_on_list(cfs_rq))
3359                 return false;
3360
3361         /*
3362          * _avg must be null when _sum are null because _avg = _sum / divider
3363          * Make sure that rounding and/or propagation of PELT values never
3364          * break this.
3365          */
3366         SCHED_WARN_ON(cfs_rq->avg.load_avg ||
3367                       cfs_rq->avg.util_avg ||
3368                       cfs_rq->avg.runnable_avg);
3369
3370         return true;
3371 }
3372
3373 /**
3374  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3375  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3376  *
3377  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3378  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3379  * considerations.
3380  *
3381  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3382  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3383  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3384  *
3385  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3386  */
3387 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3388 {
3389         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3390
3391         /*
3392          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3393          */
3394         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3395                 return;
3396
3397         if (abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3398                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3399                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3400         }
3401 }
3402
3403 /*
3404  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3405  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3406  * including the state of rq->lock, should be made.
3407  */
3408 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3409                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3410 {
3411         u64 p_last_update_time;
3412         u64 n_last_update_time;
3413
3414         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3415                 return;
3416
3417         /*
3418          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3419          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3420          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3421          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3422          * the wakee more load sounds not bad.
3423          */
3424         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3425                 return;
3426
3427 #ifndef CONFIG_64BIT
3428         {
3429                 u64 p_last_update_time_copy;
3430                 u64 n_last_update_time_copy;
3431
3432                 do {
3433                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3434                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3435
3436                         smp_rmb();
3437
3438                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3439                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3440
3441                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3442                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3443         }
3444 #else
3445         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3446         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3447 #endif
3448         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3449         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3450 }
3451
3452 /*
3453  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3454  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3455  * that for each group:
3456  *
3457  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3458  *
3459  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3460  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3461  *
3462  * Per the above update_tg_cfs_util() and update_tg_cfs_runnable() are trivial
3463  * and simply copies the running/runnable sum over (but still wrong, because
3464  * the group entity and group rq do not have their PELT windows aligned).
3465  *
3466  * However, update_tg_cfs_load() is more complex. So we have:
3467  *
3468  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3469  *
3470  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3471  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3472  *
3473  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3474  *
3475  * And per (1) we have:
3476  *
3477  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3478  *
3479  * Which gives:
3480  *
3481  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3482  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3483  *                               grq->load.weight
3484  *
3485  * Except that is wrong!
3486  *
3487  * Because while for entities historical weight is not important and we
3488  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3489  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3490  *
3491  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3492  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3493  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3494  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3495  *
3496  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3497  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3498  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3499  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3500  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3501  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3502  *
3503  * So we'll have to approximate.. :/
3504  *
3505  * Given the constraint:
3506  *
3507  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3508  *
3509  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3510  * overlap.
3511  *
3512  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3513  *
3514  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3515  *
3516  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3517  *
3518  */
3519 static inline void
3520 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3521 {
3522         long delta_sum, delta_avg = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3523         u32 new_sum, divider;
3524
3525         /* Nothing to update */
3526         if (!delta_avg)
3527                 return;
3528
3529         /*
3530          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3531          * See ___update_load_avg() for details.
3532          */
3533         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3534
3535
3536         /* Set new sched_entity's utilization */
3537         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3538         new_sum = se->avg.util_avg * divider;
3539         delta_sum = (long)new_sum - (long)se->avg.util_sum;
3540         se->avg.util_sum = new_sum;
3541
3542         /* Update parent cfs_rq utilization */
3543         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta_avg);
3544         add_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, delta_sum);
3545
3546         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3547         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.util_sum,
3548                                           cfs_rq->avg.util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3549 }
3550
3551 static inline void
3552 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3553 {
3554         long delta_sum, delta_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg - se->avg.runnable_avg;
3555         u32 new_sum, divider;
3556
3557         /* Nothing to update */
3558         if (!delta_avg)
3559                 return;
3560
3561         /*
3562          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3563          * See ___update_load_avg() for details.
3564          */
3565         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3566
3567         /* Set new sched_entity's runnable */
3568         se->avg.runnable_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg;
3569         new_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3570         delta_sum = (long)new_sum - (long)se->avg.runnable_sum;
3571         se->avg.runnable_sum = new_sum;
3572
3573         /* Update parent cfs_rq runnable */
3574         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, delta_avg);
3575         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, delta_sum);
3576         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3577         cfs_rq->avg.runnable_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.runnable_sum,
3578                                               cfs_rq->avg.runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3579 }
3580
3581 static inline void
3582 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3583 {
3584         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3585         unsigned long load_avg;
3586         u64 load_sum = 0;
3587         s64 delta_sum;
3588         u32 divider;
3589
3590         if (!runnable_sum)
3591                 return;
3592
3593         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3594
3595         /*
3596          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3597          * See ___update_load_avg() for details.
3598          */
3599         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3600
3601         if (runnable_sum >= 0) {
3602                 /*
3603                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3604                  * the CPU is saturated running == runnable.
3605                  */
3606                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3607                 runnable_sum = min_t(long, runnable_sum, divider);
3608         } else {
3609                 /*
3610                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3611                  * assuming all tasks are equally runnable.
3612                  */
3613                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3614                         load_sum = div_u64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3615                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3616                 }
3617
3618                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3619                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3620         }
3621
3622         /*
3623          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3624          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3625          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3626          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3627          */
3628         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3629         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3630
3631         load_sum = se_weight(se) * runnable_sum;
3632         load_avg = div_u64(load_sum, divider);
3633
3634         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3635         if (!delta_avg)
3636                 return;
3637
3638         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3639
3640         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3641         se->avg.load_avg = load_avg;
3642         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3643         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3644         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3645         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.load_sum,
3646                                           cfs_rq->avg.load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3647 }
3648
3649 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3650 {
3651         cfs_rq->propagate = 1;
3652         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3653 }
3654
3655 /* Update task and its cfs_rq load average */
3656 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3657 {
3658         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3659
3660         if (entity_is_task(se))
3661                 return 0;
3662
3663         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3664         if (!gcfs_rq->propagate)
3665                 return 0;
3666
3667         gcfs_rq->propagate = 0;
3668
3669         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3670
3671         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3672
3673         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3674         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3675         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3676
3677         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3678         trace_pelt_se_tp(se);
3679
3680         return 1;
3681 }
3682
3683 /*
3684  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3685  * group_entity:
3686  */
3687 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3688 {
3689         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3690
3691         /*
3692          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3693          * decay it:
3694          */
3695         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3696                 return false;
3697
3698         /*
3699          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3700          * the utilization of the sched_entity:
3701          */
3702         if (gcfs_rq->propagate)
3703                 return false;
3704
3705         /*
3706          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3707          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3708          * waste of time to try to decay it:
3709          */
3710         return true;
3711 }
3712
3713 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3714
3715 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3716
3717 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3718 {
3719         return 0;
3720 }
3721
3722 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3723
3724 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3725
3726 /**
3727  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3728  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3729  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3730  *
3731  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3732  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3733  * post_init_entity_util_avg().
3734  *
3735  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3736  *
3737  * Return: true if the load decayed or we removed load.
3738  *
3739  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3740  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3741  */
3742 static inline int
3743 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3744 {
3745         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable = 0;
3746         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3747         int decayed = 0;
3748
3749         if (cfs_rq->removed.nr) {
3750                 unsigned long r;
3751                 u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3752
3753                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3754                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3755                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3756                 swap(cfs_rq->removed.runnable_avg, removed_runnable);
3757                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3758                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3759
3760                 r = removed_load;
3761                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3762                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3763                 /* See sa->util_sum below */
3764                 sa->load_sum = max_t(u32, sa->load_sum, sa->load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3765
3766                 r = removed_util;
3767                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3768                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3769                 /*
3770                  * Because of rounding, se->util_sum might ends up being +1 more than
3771                  * cfs->util_sum. Although this is not a problem by itself, detaching
3772                  * a lot of tasks with the rounding problem between 2 updates of
3773                  * util_avg (~1ms) can make cfs->util_sum becoming null whereas
3774                  * cfs_util_avg is not.
3775                  * Check that util_sum is still above its lower bound for the new
3776                  * util_avg. Given that period_contrib might have moved since the last
3777                  * sync, we are only sure that util_sum must be above or equal to
3778                  *    util_avg * minimum possible divider
3779                  */
3780                 sa->util_sum = max_t(u32, sa->util_sum, sa->util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3781
3782                 r = removed_runnable;
3783                 sub_positive(&sa->runnable_avg, r);
3784                 sub_positive(&sa->runnable_sum, r * divider);
3785                 /* See sa->util_sum above */
3786                 sa->runnable_sum = max_t(u32, sa->runnable_sum,
3787                                               sa->runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3788
3789                 /*
3790                  * removed_runnable is the unweighted version of removed_load so we
3791                  * can use it to estimate removed_load_sum.
3792                  */
3793                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq,
3794                         -(long)(removed_runnable * divider) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT);
3795
3796                 decayed = 1;
3797         }
3798
3799         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3800
3801 #ifndef CONFIG_64BIT
3802         smp_wmb();
3803         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3804 #endif
3805
3806         return decayed;
3807 }
3808
3809 /**
3810  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3811  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3812  * @se: sched_entity to attach
3813  *
3814  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3815  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3816  */
3817 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3818 {
3819         /*
3820          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3821          * See ___update_load_avg() for details.
3822          */
3823         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3824
3825         /*
3826          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3827          * window because without that, really weird and wonderful things can
3828          * happen.
3829          *
3830          * XXX illustrate
3831          */
3832         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3833         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3834
3835         /*
3836          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3837          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3838          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3839          * _sum a little.
3840          */
3841         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3842
3843         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3844
3845         se->avg.load_sum = se->avg.load_avg * divider;
3846         if (se_weight(se) < se->avg.load_sum)
3847                 se->avg.load_sum = div_u64(se->avg.load_sum, se_weight(se));
3848         else
3849                 se->avg.load_sum = 1;
3850
3851         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3852         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3853         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3854         cfs_rq->avg.runnable_avg += se->avg.runnable_avg;
3855         cfs_rq->avg.runnable_sum += se->avg.runnable_sum;
3856
3857         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3858
3859         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3860
3861         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3862 }
3863
3864 /**
3865  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3866  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3867  * @se: sched_entity to detach
3868  *
3869  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3870  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3871  */
3872 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3873 {
3874         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3875         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3876         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3877         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3878         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.util_sum,
3879                                           cfs_rq->avg.util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3880
3881         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, se->avg.runnable_avg);
3882         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, se->avg.runnable_sum);
3883         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3884         cfs_rq->avg.runnable_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.runnable_sum,
3885                                               cfs_rq->avg.runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3886
3887         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3888
3889         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3890
3891         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3892 }
3893
3894 /*
3895  * Optional action to be done while updating the load average
3896  */
3897 #define UPDATE_TG       0x1
3898 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3899 #define DO_ATTACH       0x4
3900
3901 /* Update task and its cfs_rq load average */
3902 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3903 {
3904         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
3905         int decayed;
3906
3907         /*
3908          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3909          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3910          */
3911         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3912                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
3913
3914         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3915         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3916
3917         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3918
3919                 /*
3920                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3921                  * !last_update_time means we've passed through
3922                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3923                  *
3924                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3925                  */
3926                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3927                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
3928
3929         } else if (decayed) {
3930                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3931
3932                 if (flags & UPDATE_TG)
3933                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
3934         }
3935 }
3936
3937 #ifndef CONFIG_64BIT
3938 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3939 {
3940         u64 last_update_time_copy;
3941         u64 last_update_time;
3942
3943         do {
3944                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3945                 smp_rmb();
3946                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3947         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3948
3949         return last_update_time;
3950 }
3951 #else
3952 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3953 {
3954         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3955 }
3956 #endif
3957
3958 /*
3959  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3960  * the previous rq.
3961  */
3962 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3963 {
3964         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3965         u64 last_update_time;
3966
3967         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3968         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
3969 }
3970
3971 /*
3972  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3973  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3974  */
3975 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3976 {
3977         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3978         unsigned long flags;
3979
3980         /*
3981          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3982          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3983          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3984          */
3985
3986         sync_entity_load_avg(se);
3987
3988         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3989         ++cfs_rq->removed.nr;
3990         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3991         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3992         cfs_rq->removed.runnable_avg    += se->avg.runnable_avg;
3993         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3994 }
3995
3996 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3997 {
3998         return cfs_rq->avg.runnable_avg;
3999 }
4000
4001 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4002 {
4003         return cfs_rq->avg.load_avg;
4004 }
4005
4006 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
4007
4008 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
4009 {
4010         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
4011 }
4012
4013 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
4014 {
4015         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
4016
4017         return max(ue.ewma, (ue.enqueued & ~UTIL_AVG_UNCHANGED));
4018 }
4019
4020 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
4021 {
4022         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
4023 }
4024
4025 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
4026 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
4027 {
4028         return clamp(task_util_est(p),
4029                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN),
4030                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
4031 }
4032 #else
4033 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
4034 {
4035         return task_util_est(p);
4036 }
4037 #endif
4038
4039 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
4040                                     struct task_struct *p)
4041 {
4042         unsigned int enqueued;
4043
4044         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4045                 return;
4046
4047         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
4048         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
4049         enqueued += _task_util_est(p);
4050         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
4051
4052         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4053 }
4054
4055 static inline void util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq,
4056                                     struct task_struct *p)
4057 {
4058         unsigned int enqueued;
4059
4060         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4061                 return;
4062
4063         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
4064         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
4065         enqueued -= min_t(unsigned int, enqueued, _task_util_est(p));
4066         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
4067
4068         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4069 }
4070
4071 #define UTIL_EST_MARGIN (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)
4072
4073 /*
4074  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
4075  * based on the observation that:
4076  *
4077  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
4078  *
4079  * NOTE: this only works when value + margin < INT_MAX.
4080  */
4081 static inline bool within_margin(int value, int margin)
4082 {
4083         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
4084 }
4085
4086 static inline void util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq,
4087                                    struct task_struct *p,
4088                                    bool task_sleep)
4089 {
4090         long last_ewma_diff, last_enqueued_diff;
4091         struct util_est ue;
4092
4093         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4094                 return;
4095
4096         /*
4097          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
4098          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
4099          */
4100         if (!task_sleep)
4101                 return;
4102
4103         /*
4104          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
4105          * skip the util_est update.
4106          */
4107         ue = p->se.avg.util_est;
4108         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
4109                 return;
4110
4111         last_enqueued_diff = ue.enqueued;
4112
4113         /*
4114          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
4115          * to smooth utilization decreases.
4116          */
4117         ue.enqueued = task_util(p);
4118         if (sched_feat(UTIL_EST_FASTUP)) {
4119                 if (ue.ewma < ue.enqueued) {
4120                         ue.ewma = ue.enqueued;
4121                         goto done;
4122                 }
4123         }
4124
4125         /*
4126          * Skip update of task's estimated utilization when its members are
4127          * already ~1% close to its last activation value.
4128          */
4129         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
4130         last_enqueued_diff -= ue.enqueued;
4131         if (within_margin(last_ewma_diff, UTIL_EST_MARGIN)) {
4132                 if (!within_margin(last_enqueued_diff, UTIL_EST_MARGIN))
4133                         goto done;
4134
4135                 return;
4136         }
4137
4138         /*
4139          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
4140          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
4141          */
4142         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu_of(rq_of(cfs_rq))))
4143                 return;
4144
4145         /*
4146          * Update Task's estimated utilization
4147          *
4148          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
4149          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
4150          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
4151          * Weighted Moving Average (EWMA):
4152          *
4153          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
4154          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
4155          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
4156          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
4157          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
4158          *
4159          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
4160          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
4161          */
4162         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4163         ue.ewma  += last_ewma_diff;
4164         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4165 done:
4166         ue.enqueued |= UTIL_AVG_UNCHANGED;
4167         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
4168
4169         trace_sched_util_est_se_tp(&p->se);
4170 }
4171
4172 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p,
4173                                      unsigned long capacity)
4174 {
4175         return fits_capacity(uclamp_task_util(p), capacity);
4176 }
4177
4178 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4179 {
4180         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
4181                 return;
4182
4183         if (!p || p->nr_cpus_allowed == 1) {
4184                 rq->misfit_task_load = 0;
4185                 return;
4186         }
4187
4188         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
4189                 rq->misfit_task_load = 0;
4190                 return;
4191         }
4192
4193         /*
4194          * Make sure that misfit_task_load will not be null even if
4195          * task_h_load() returns 0.
4196          */
4197         rq->misfit_task_load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
4198 }
4199
4200 #else /* CONFIG_SMP */
4201
4202 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
4203 {
4204         return true;
4205 }
4206
4207 #define UPDATE_TG       0x0
4208 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
4209 #define DO_ATTACH       0x0
4210
4211 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
4212 {
4213         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4214 }
4215
4216 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
4217
4218 static inline void
4219 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4220 static inline void
4221 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4222
4223 static inline int newidle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
4224 {
4225         return 0;
4226 }
4227
4228 static inline void
4229 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4230
4231 static inline void
4232 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4233
4234 static inline void
4235 util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
4236                 bool task_sleep) {}
4237 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
4238
4239 #endif /* CONFIG_SMP */
4240
4241 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4242 {
4243 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4244         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
4245
4246         if (d < 0)
4247                 d = -d;
4248
4249         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
4250                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
4251 #endif
4252 }
4253
4254 static void
4255 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
4256 {
4257         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4258
4259         /*
4260          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
4261          * however the extra weight of the new task will slow them down a
4262          * little, place the new task so that it fits in the slot that
4263          * stays open at the end.
4264          */
4265         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
4266                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
4267
4268         /* sleeps up to a single latency don't count. */
4269         if (!initial) {
4270                 unsigned long thresh;
4271
4272                 if (se_is_idle(se))
4273                         thresh = sysctl_sched_min_granularity;
4274                 else
4275                         thresh = sysctl_sched_latency;
4276
4277                 /*
4278                  * Halve their sleep time's effect, to allow
4279                  * for a gentler effect of sleepers:
4280                  */
4281                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
4282                         thresh >>= 1;
4283
4284                 vruntime -= thresh;
4285         }
4286
4287         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
4288         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
4289 }
4290
4291 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
4292
4293 static inline bool cfs_bandwidth_used(void);
4294
4295 /*
4296  * MIGRATION
4297  *
4298  *      dequeue
4299  *        update_curr()
4300  *          update_min_vruntime()
4301  *        vruntime -= min_vruntime
4302  *
4303  *      enqueue
4304  *        update_curr()
4305  *          update_min_vruntime()
4306  *        vruntime += min_vruntime
4307  *
4308  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
4309  * min_vruntime are up-to-date.
4310  *
4311  * WAKEUP (remote)
4312  *
4313  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
4314  *        vruntime -= min_vruntime
4315  *
4316  *      enqueue
4317  *        update_curr()
4318  *          update_min_vruntime()
4319  *        vruntime += min_vruntime
4320  *
4321  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
4322  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
4323  */
4324
4325 static void
4326 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4327 {
4328         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
4329         bool curr = cfs_rq->curr == se;
4330
4331         /*
4332          * If we're the current task, we must renormalise before calling
4333          * update_curr().
4334          */
4335         if (renorm && curr)
4336                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4337
4338         update_curr(cfs_rq);
4339
4340         /*
4341          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
4342          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
4343          * placed in the past could significantly boost this task to the
4344          * fairness detriment of existing tasks.
4345          */
4346         if (renorm && !curr)
4347                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4348
4349         /*
4350          * When enqueuing a sched_entity, we must:
4351          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4352          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
4353          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
4354          *     its group cfs_rq
4355          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
4356          */
4357         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
4358         se_update_runnable(se);
4359         update_cfs_group(se);
4360         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
4361
4362         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4363                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4364
4365         check_schedstat_required();
4366         update_stats_enqueue_fair(cfs_rq, se, flags);
4367         check_spread(cfs_rq, se);
4368         if (!curr)
4369                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4370         se->on_rq = 1;
4371
4372         /*
4373          * When bandwidth control is enabled, cfs might have been removed
4374          * because of a parent been throttled but cfs->nr_running > 1. Try to
4375          * add it unconditionally.
4376          */
4377         if (cfs_rq->nr_running == 1 || cfs_bandwidth_used())
4378                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4379
4380         if (cfs_rq->nr_running == 1)
4381                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4382 }
4383
4384 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4385 {
4386         for_each_sched_entity(se) {
4387                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4388                 if (cfs_rq->last != se)
4389                         break;
4390
4391                 cfs_rq->last = NULL;
4392         }
4393 }
4394
4395 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4396 {
4397         for_each_sched_entity(se) {
4398                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4399                 if (cfs_rq->next != se)
4400                         break;
4401
4402                 cfs_rq->next = NULL;
4403         }
4404 }
4405
4406 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4407 {
4408         for_each_sched_entity(se) {
4409                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4410                 if (cfs_rq->skip != se)
4411                         break;
4412
4413                 cfs_rq->skip = NULL;
4414         }
4415 }
4416
4417 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4418 {
4419         if (cfs_rq->last == se)
4420                 __clear_buddies_last(se);
4421
4422         if (cfs_rq->next == se)
4423                 __clear_buddies_next(se);
4424
4425         if (cfs_rq->skip == se)
4426                 __clear_buddies_skip(se);
4427 }
4428
4429 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4430
4431 static void
4432 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4433 {
4434         /*
4435          * Update run-time statistics of the 'current'.
4436          */
4437         update_curr(cfs_rq);
4438
4439         /*
4440          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4441          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4442          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4443          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4444          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4445          *     of its group cfs_rq.
4446          */
4447         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4448         se_update_runnable(se);
4449
4450         update_stats_dequeue_fair(cfs_rq, se, flags);
4451
4452         clear_buddies(cfs_rq, se);
4453
4454         if (se != cfs_rq->curr)
4455                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4456         se->on_rq = 0;
4457         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4458
4459         /*
4460          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4461          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4462          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4463          * can move min_vruntime forward still more.
4464          */
4465         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4466                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4467
4468         /* return excess runtime on last dequeue */
4469         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4470
4471         update_cfs_group(se);
4472
4473         /*
4474          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4475          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4476          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4477          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4478          */
4479         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4480                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4481 }
4482
4483 /*
4484  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4485  */
4486 static void
4487 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4488 {
4489         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4490         struct sched_entity *se;
4491         s64 delta;
4492
4493         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4494         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4495         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4496                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4497                 /*
4498                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4499                  * re-elected due to buddy favours.
4500                  */
4501                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4502                 return;
4503         }
4504
4505         /*
4506          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4507          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4508          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4509          */
4510         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4511                 return;
4512
4513         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4514         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4515
4516         if (delta < 0)
4517                 return;
4518
4519         if (delta > ideal_runtime)
4520                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4521 }
4522
4523 static void
4524 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4525 {
4526         clear_buddies(cfs_rq, se);
4527
4528         /* 'current' is not kept within the tree. */
4529         if (se->on_rq) {
4530                 /*
4531                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4532                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4533                  * runqueue.
4534                  */
4535                 update_stats_wait_end_fair(cfs_rq, se);
4536                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4537                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4538         }
4539
4540         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4541         cfs_rq->curr = se;
4542
4543         /*
4544          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4545          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4546          * when there are only lesser-weight tasks around):
4547          */
4548         if (schedstat_enabled() &&
4549             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4550                 struct sched_statistics *stats;
4551
4552                 stats = __schedstats_from_se(se);
4553                 __schedstat_set(stats->slice_max,
4554                                 max((u64)stats->slice_max,
4555                                     se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4556         }
4557
4558         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4559 }
4560
4561 static int
4562 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4563
4564 /*
4565  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4566  * 1) keep things fair between processes/task groups
4567  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4568  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4569  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4570  */
4571 static struct sched_entity *
4572 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4573 {
4574         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4575         struct sched_entity *se;
4576
4577         /*
4578          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4579          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4580          */
4581         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4582                 left = curr;
4583
4584         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4585
4586         /*
4587          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4588          * be done without getting too unfair.
4589          */
4590         if (cfs_rq->skip && cfs_rq->skip == se) {
4591                 struct sched_entity *second;
4592
4593                 if (se == curr) {
4594                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4595                 } else {
4596                         second = __pick_next_entity(se);
4597                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4598                                 second = curr;
4599                 }
4600
4601                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4602                         se = second;
4603         }
4604
4605         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1) {
4606                 /*
4607                  * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4608                  */
4609                 se = cfs_rq->next;
4610         } else if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1) {
4611                 /*
4612                  * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4613                  */
4614                 se = cfs_rq->last;
4615         }
4616
4617         return se;
4618 }
4619
4620 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4621
4622 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4623 {
4624         /*
4625          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4626          * was not called and update_curr() has to be done:
4627          */
4628         if (prev->on_rq)
4629                 update_curr(cfs_rq);
4630
4631         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4632         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4633
4634         check_spread(cfs_rq, prev);
4635
4636         if (prev->on_rq) {
4637                 update_stats_wait_start_fair(cfs_rq, prev);
4638                 /* Put 'current' back into the tree. */
4639                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4640                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4641                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4642         }
4643         cfs_rq->curr = NULL;
4644 }
4645
4646 static void
4647 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4648 {
4649         /*
4650          * Update run-time statistics of the 'current'.
4651          */
4652         update_curr(cfs_rq);
4653
4654         /*
4655          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4656          */
4657         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4658         update_cfs_group(curr);
4659
4660 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4661         /*
4662          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4663          * validating it and just reschedule.
4664          */
4665         if (queued) {
4666                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4667                 return;
4668         }
4669         /*
4670          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4671          */
4672         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4673                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4674                 return;
4675 #endif
4676
4677         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4678                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4679 }
4680
4681
4682 /**************************************************
4683  * CFS bandwidth control machinery
4684  */
4685
4686 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4687
4688 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4689 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4690
4691 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4692 {
4693         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4694 }
4695
4696 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4697 {
4698         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4699 }
4700
4701 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4702 {
4703         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4704 }
4705 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4706 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4707 {
4708         return true;
4709 }
4710
4711 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4712 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4713 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4714
4715 /*
4716  * default period for cfs group bandwidth.
4717  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4718  */
4719 static inline u64 default_cfs_period(void)
4720 {
4721         return 100000000ULL;
4722 }
4723
4724 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4725 {
4726         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4727 }
4728
4729 /*
4730  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
4731  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
4732  * around rq->lock.
4733  *
4734  * requires cfs_b->lock
4735  */
4736 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4737 {
4738         s64 runtime;
4739
4740         if (unlikely(cfs_b->quota == RUNTIME_INF))
4741                 return;
4742
4743         cfs_b->runtime += cfs_b->quota;
4744         runtime = cfs_b->runtime_snap - cfs_b->runtime;
4745         if (runtime > 0) {
4746                 cfs_b->burst_time += runtime;
4747                 cfs_b->nr_burst++;
4748         }
4749
4750         cfs_b->runtime = min(cfs_b->runtime, cfs_b->quota + cfs_b->burst);
4751         cfs_b->runtime_snap = cfs_b->runtime;
4752 }
4753
4754 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4755 {
4756         return &tg->cfs_bandwidth;
4757 }
4758
4759 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4760 static int __assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4761                                    struct cfs_rq *cfs_rq, u64 target_runtime)
4762 {
4763         u64 min_amount, amount = 0;
4764
4765         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4766
4767         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4768         min_amount = target_runtime - cfs_rq->runtime_remaining;
4769
4770         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4771                 amount = min_amount;
4772         else {
4773                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4774
4775                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4776                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4777                         cfs_b->runtime -= amount;
4778                         cfs_b->idle = 0;
4779                 }
4780         }
4781
4782         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4783
4784         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4785 }
4786
4787 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4788 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4789 {
4790         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4791         int ret;
4792
4793         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4794         ret = __assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, sched_cfs_bandwidth_slice());
4795         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4796
4797         return ret;
4798 }
4799
4800 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4801 {
4802         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4803         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4804
4805         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4806                 return;
4807
4808         if (cfs_rq->throttled)
4809                 return;
4810         /*
4811          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4812          * hierarchy can be throttled
4813          */
4814         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4815                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4816 }
4817
4818 static __always_inline
4819 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4820 {
4821         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4822                 return;
4823
4824         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4825 }
4826
4827 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4828 {
4829         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4830 }
4831
4832 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4833 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4834 {
4835         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4836 }
4837
4838 /*
4839  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4840  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4841  * load-balance operations.
4842  */
4843 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4844                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4845 {
4846         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4847
4848         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4849         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4850
4851         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4852                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4853 }
4854
4855 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4856 {
4857         struct rq *rq = data;
4858         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4859
4860         cfs_rq->throttle_count--;
4861         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4862                 cfs_rq->throttled_clock_pelt_time += rq_clock_pelt(rq) -
4863                                              cfs_rq->throttled_clock_pelt;
4864
4865                 /* Add cfs_rq with load or one or more already running entities to the list */
4866                 if (!cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
4867                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4868         }
4869
4870         return 0;
4871 }
4872
4873 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4874 {
4875         struct rq *rq = data;
4876         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4877
4878         /* group is entering throttled state, stop time */
4879         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4880                 cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(rq);
4881                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4882         }
4883         cfs_rq->throttle_count++;
4884
4885         return 0;
4886 }
4887
4888 static bool throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4889 {
4890         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4891         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4892         struct sched_entity *se;
4893         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4894
4895         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4896         /* This will start the period timer if necessary */
4897         if (__assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, 1)) {
4898                 /*
4899                  * We have raced with bandwidth becoming available, and if we
4900                  * actually throttled the timer might not unthrottle us for an
4901                  * entire period. We additionally needed to make sure that any
4902                  * subsequent check_cfs_rq_runtime calls agree not to throttle
4903                  * us, as we may commit to do cfs put_prev+pick_next, so we ask
4904                  * for 1ns of runtime rather than just check cfs_b.
4905                  */
4906                 dequeue = 0;
4907         } else {
4908                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list,
4909                                   &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4910         }
4911         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4912
4913         if (!dequeue)
4914                 return false;  /* Throttle no longer required. */
4915
4916         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4917
4918         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4919         rcu_read_lock();
4920         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4921         rcu_read_unlock();
4922
4923         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4924         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4925         for_each_sched_entity(se) {
4926                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4927                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4928                 if (!se->on_rq)
4929                         goto done;
4930
4931                 dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4932
4933                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
4934                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4935
4936                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4937                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4938
4939                 if (qcfs_rq->load.weight) {
4940                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
4941                         se = parent_entity(se);
4942                         break;
4943                 }
4944         }
4945
4946         for_each_sched_entity(se) {
4947                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4948                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4949                 if (!se->on_rq)
4950                         goto done;
4951
4952                 update_load_avg(qcfs_rq, se, 0);
4953                 se_update_runnable(se);
4954
4955                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
4956                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4957
4958                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4959                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4960         }
4961
4962         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
4963         sub_nr_running(rq, task_delta);
4964
4965 done:
4966         /*
4967          * Note: distribution will already see us throttled via the
4968          * throttled-list.  rq->lock protects completion.
4969          */
4970         cfs_rq->throttled = 1;
4971         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4972         return true;
4973 }
4974
4975 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4976 {
4977         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4978         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4979         struct sched_entity *se;
4980         long task_delta, idle_task_delta;
4981
4982         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4983
4984         cfs_rq->throttled = 0;
4985
4986         update_rq_clock(rq);
4987
4988         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4989         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4990         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4991         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4992
4993         /* update hierarchical throttle state */
4994         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4995
4996         /* Nothing to run but something to decay (on_list)? Complete the branch */
4997         if (!cfs_rq->load.weight) {
4998                 if (cfs_rq->on_list)
4999                         goto unthrottle_throttle;
5000                 return;
5001         }
5002
5003         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5004         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
5005         for_each_sched_entity(se) {
5006                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5007
5008                 if (se->on_rq)
5009                         break;
5010                 enqueue_entity(qcfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
5011
5012                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5013                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5014
5015                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
5016                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
5017
5018                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5019                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
5020                         goto unthrottle_throttle;
5021         }
5022
5023         for_each_sched_entity(se) {
5024                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5025
5026                 update_load_avg(qcfs_rq, se, UPDATE_TG);
5027                 se_update_runnable(se);
5028
5029                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5030                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5031
5032                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
5033                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
5034
5035                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5036                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
5037                         goto unthrottle_throttle;
5038
5039                 /*
5040                  * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
5041                  * list. Add it back to not break the leaf list.
5042                  */
5043                 if (throttled_hierarchy(qcfs_rq))
5044                         list_add_leaf_cfs_rq(qcfs_rq);
5045         }
5046
5047         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5048         add_nr_running(rq, task_delta);
5049
5050 unthrottle_throttle:
5051         /*
5052          * The cfs_rq_throttled() breaks in the above iteration can result in
5053          * incomplete leaf list maintenance, resulting in triggering the
5054          * assertion below.
5055          */
5056         for_each_sched_entity(se) {
5057                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5058
5059                 if (list_add_leaf_cfs_rq(qcfs_rq))
5060                         break;
5061         }
5062
5063         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5064
5065         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
5066         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
5067                 resched_curr(rq);
5068 }
5069
5070 static void distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5071 {
5072         struct cfs_rq *cfs_rq;
5073         u64 runtime, remaining = 1;
5074
5075         rcu_read_lock();
5076         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
5077                                 throttled_list) {
5078                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5079                 struct rq_flags rf;
5080
5081                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5082                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5083                         goto next;
5084
5085                 /* By the above check, this should never be true */
5086                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
5087
5088                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5089                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
5090                 if (runtime > cfs_b->runtime)
5091                         runtime = cfs_b->runtime;
5092                 cfs_b->runtime -= runtime;
5093                 remaining = cfs_b->runtime;
5094                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5095
5096                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
5097
5098                 /* we check whether we're throttled above */
5099                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
5100                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5101
5102 next:
5103                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5104
5105                 if (!remaining)
5106                         break;
5107         }
5108         rcu_read_unlock();
5109 }
5110
5111 /*
5112  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
5113  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
5114  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
5115  * used to track this state.
5116  */
5117 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
5118 {
5119         int throttled;
5120
5121         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
5122         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
5123                 goto out_deactivate;
5124
5125         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5126         cfs_b->nr_periods += overrun;
5127
5128         /* Refill extra burst quota even if cfs_b->idle */
5129         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
5130
5131         /*
5132          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
5133          * we're going inactive then everything else can be deferred
5134          */
5135         if (cfs_b->idle && !throttled)
5136                 goto out_deactivate;
5137
5138         if (!throttled) {
5139                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
5140                 cfs_b->idle = 1;
5141                 return 0;
5142         }
5143
5144         /* account preceding periods in which throttling occurred */
5145         cfs_b->nr_throttled += overrun;
5146
5147         /*
5148          * This check is repeated as we release cfs_b->lock while we unthrottle.
5149          */
5150         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
5151                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5152                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
5153                 distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5154                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5155
5156                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5157         }
5158
5159         /*
5160          * While we are ensured activity in the period following an
5161          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
5162          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
5163          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
5164          */
5165         cfs_b->idle = 0;
5166
5167         return 0;
5168
5169 out_deactivate:
5170         return 1;
5171 }
5172
5173 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
5174 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
5175 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
5176 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
5177 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
5178 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
5179
5180 /*
5181  * Are we near the end of the current quota period?
5182  *
5183  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
5184  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
5185  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
5186  */
5187 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
5188 {
5189         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
5190         s64 remaining;
5191
5192         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
5193         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
5194                 return 1;
5195
5196         /* is a quota refresh about to occur? */
5197         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
5198         if (remaining < (s64)min_expire)
5199                 return 1;
5200
5201         return 0;
5202 }
5203
5204 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5205 {
5206         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
5207
5208         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
5209         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
5210                 return;
5211
5212         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
5213         if (cfs_b->slack_started)
5214                 return;
5215         cfs_b->slack_started = true;
5216
5217         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
5218                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
5219                         HRTIMER_MODE_REL);
5220 }
5221
5222 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
5223 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5224 {
5225         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5226         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
5227
5228         if (slack_runtime <= 0)
5229                 return;
5230
5231         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5232         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
5233                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
5234
5235                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
5236                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
5237                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
5238                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
5239         }
5240         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5241
5242         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
5243         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
5244 }
5245
5246 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5247 {
5248         if (!cfs_bandwidth_used())
5249                 return;
5250
5251         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
5252                 return;
5253
5254         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5255 }
5256
5257 /*
5258  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
5259  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
5260  */
5261 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5262 {
5263         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
5264         unsigned long flags;
5265
5266         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
5267         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5268         cfs_b->slack_started = false;
5269
5270         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
5271                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5272                 return;
5273         }
5274
5275         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
5276                 runtime = cfs_b->runtime;
5277
5278         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5279
5280         if (!runtime)
5281                 return;
5282
5283         distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5284 }
5285
5286 /*
5287  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
5288  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
5289  * runtime as update_curr() throttling can not trigger until it's on-rq.
5290  */
5291 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
5292 {
5293         if (!cfs_bandwidth_used())
5294                 return;
5295
5296         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
5297         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
5298                 return;
5299
5300         /* ensure the group is not already throttled */
5301         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5302                 return;
5303
5304         /* update runtime allocation */
5305         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5306         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
5307                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5308 }
5309
5310 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
5311 {
5312         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
5313
5314         if (!cfs_bandwidth_used())
5315                 return;
5316
5317         if (!tg->parent)
5318                 return;
5319
5320         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5321         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
5322
5323         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
5324         cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(cpu_rq(cpu));
5325 }
5326
5327 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
5328 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5329 {
5330         if (!cfs_bandwidth_used())
5331                 return false;
5332
5333         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
5334                 return false;
5335
5336         /*
5337          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
5338          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
5339          */
5340         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5341                 return true;
5342
5343         return throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5344 }
5345
5346 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
5347 {
5348         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5349                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
5350
5351         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
5352
5353         return HRTIMER_NORESTART;
5354 }
5355
5356 extern const u64 max_cfs_quota_period;
5357
5358 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
5359 {
5360         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5361                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
5362         unsigned long flags;
5363         int overrun;
5364         int idle = 0;
5365         int count = 0;
5366
5367         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5368         for (;;) {
5369                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
5370                 if (!overrun)
5371                         break;
5372
5373                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
5374
5375                 if (++count > 3) {
5376                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
5377
5378                         /*
5379                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
5380                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
5381                          * to fail.
5382                          */
5383                         new = old * 2;
5384                         if (new < max_cfs_quota_period) {
5385                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
5386                                 cfs_b->quota *= 2;
5387                                 cfs_b->burst *= 2;
5388
5389                                 pr_warn_ratelimited(
5390         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5391                                         smp_processor_id(),
5392                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
5393                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5394                         } else {
5395                                 pr_warn_ratelimited(
5396         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5397                                         smp_processor_id(),
5398                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
5399                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5400                         }
5401
5402                         /* reset count so we don't come right back in here */
5403                         count = 0;
5404                 }
5405         }
5406         if (idle)
5407                 cfs_b->period_active = 0;
5408         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5409
5410         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
5411 }
5412
5413 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5414 {
5415         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
5416         cfs_b->runtime = 0;
5417         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
5418         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
5419         cfs_b->burst = 0;
5420
5421         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5422         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5423         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
5424         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
5425         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
5426         cfs_b->slack_started = false;
5427 }
5428
5429 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5430 {
5431         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5432         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5433 }
5434
5435 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5436 {
5437         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5438
5439         if (cfs_b->period_active)
5440                 return;
5441
5442         cfs_b->period_active = 1;
5443         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5444         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5445 }
5446
5447 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5448 {
5449         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5450         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5451                 return;
5452
5453         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5454         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5455 }
5456
5457 /*
5458  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5459  *
5460  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5461  * bits doesn't do much.
5462  */
5463
5464 /* cpu online callback */
5465 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5466 {
5467         struct task_group *tg;
5468
5469         lockdep_assert_rq_held(rq);
5470
5471         rcu_read_lock();
5472         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5473                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5474                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5475
5476                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5477                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5478                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5479         }
5480         rcu_read_unlock();
5481 }
5482
5483 /* cpu offline callback */
5484 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5485 {
5486         struct task_group *tg;
5487
5488         lockdep_assert_rq_held(rq);
5489
5490         rcu_read_lock();
5491         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5492                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5493
5494                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5495                         continue;
5496
5497                 /*
5498                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5499                  * there's some valid quota amount
5500                  */
5501                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5502                 /*
5503                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5504                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5505                  */
5506                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5507
5508                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5509                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5510         }
5511         rcu_read_unlock();
5512 }
5513
5514 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5515
5516 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5517 {
5518         return false;
5519 }
5520
5521 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5522 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5523 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5524 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5525 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5526
5527 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5528 {
5529         return 0;
5530 }
5531
5532 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5533 {
5534         return 0;
5535 }
5536
5537 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5538                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5539 {
5540         return 0;
5541 }
5542
5543 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5544
5545 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5546 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5547 #endif
5548
5549 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5550 {
5551         return NULL;
5552 }
5553 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5554 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5555 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5556
5557 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5558
5559 /**************************************************
5560  * CFS operations on tasks:
5561  */
5562
5563 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5564 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5565 {
5566         struct sched_entity *se = &p->se;
5567         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5568
5569         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5570
5571         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5572                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5573                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5574                 s64 delta = slice - ran;
5575
5576                 if (delta < 0) {
5577                         if (task_current(rq, p))
5578                                 resched_curr(rq);
5579                         return;
5580                 }
5581                 hrtick_start(rq, delta);
5582         }
5583 }
5584
5585 /*
5586  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5587  * current task is from our class and nr_running is low enough
5588  * to matter.
5589  */
5590 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5591 {
5592         struct task_struct *curr = rq->curr;
5593
5594         if (!hrtick_enabled_fair(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5595                 return;
5596
5597         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5598                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5599 }
5600 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5601 static inline void
5602 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5603 {
5604 }
5605
5606 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5607 {
5608 }
5609 #endif
5610
5611 #ifdef CONFIG_SMP
5612 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5613 {
5614         return !fits_capacity(cpu_util_cfs(cpu), capacity_of(cpu));
5615 }
5616
5617 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5618 {
5619         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5620                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5621                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5622         }
5623 }
5624 #else
5625 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5626 #endif
5627
5628 /* Runqueue only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5629 static int sched_idle_rq(struct rq *rq)
5630 {
5631         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5632                         rq->nr_running);
5633 }
5634
5635 /*
5636  * Returns true if cfs_rq only has SCHED_IDLE entities enqueued. Note the use
5637  * of idle_nr_running, which does not consider idle descendants of normal
5638  * entities.
5639  */
5640 static bool sched_idle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5641 {
5642         return cfs_rq->nr_running &&
5643                 cfs_rq->nr_running == cfs_rq->idle_nr_running;
5644 }
5645
5646 #ifdef CONFIG_SMP
5647 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5648 {
5649         return sched_idle_rq(cpu_rq(cpu));
5650 }
5651 #endif
5652
5653 /*
5654  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5655  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5656  * then put the task into the rbtree:
5657  */
5658 static void
5659 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5660 {
5661         struct cfs_rq *cfs_rq;
5662         struct sched_entity *se = &p->se;
5663         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5664         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
5665
5666         /*
5667          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5668          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5669          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5670          * estimated utilization, before we update schedutil.
5671          */
5672         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5673
5674         /*
5675          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5676          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5677          * passed.
5678          */
5679         if (p->in_iowait)
5680                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5681
5682         for_each_sched_entity(se) {
5683                 if (se->on_rq)
5684                         break;
5685                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5686                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5687
5688                 cfs_rq->h_nr_running++;
5689                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5690
5691                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5692                         idle_h_nr_running = 1;
5693
5694                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5695                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5696                         goto enqueue_throttle;
5697
5698                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5699         }
5700
5701         for_each_sched_entity(se) {
5702                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5703
5704                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5705                 se_update_runnable(se);
5706                 update_cfs_group(se);
5707
5708                 cfs_rq->h_nr_running++;
5709                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5710
5711                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5712                         idle_h_nr_running = 1;
5713
5714                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5715                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5716                         goto enqueue_throttle;
5717
5718                /*
5719                 * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
5720                 * list. Add it back to not break the leaf list.
5721                 */
5722                if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5723                        list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5724         }
5725
5726         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5727         add_nr_running(rq, 1);
5728
5729         /*
5730          * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5731          * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5732          * ability to cross the overutilized threshold, which will
5733          * result in the load balancer ruining all the task placement
5734          * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5735          * for the first enqueue operation of new tasks during the
5736          * overutilized flag detection.
5737          *
5738          * A better way of solving this problem would be to wait for
5739          * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5740          * into account, but that is not straightforward to implement,
5741          * and the following generally works well enough in practice.
5742          */
5743         if (!task_new)
5744                 update_overutilized_status(rq);
5745
5746 enqueue_throttle:
5747         if (cfs_bandwidth_used()) {
5748                 /*
5749                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5750                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5751                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5752                  * below.
5753                  */
5754                 for_each_sched_entity(se) {
5755                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5756
5757                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5758                                 break;
5759                 }
5760         }
5761
5762         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5763
5764         hrtick_update(rq);
5765 }
5766
5767 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5768
5769 /*
5770  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5771  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5772  * update the fair scheduling stats:
5773  */
5774 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5775 {
5776         struct cfs_rq *cfs_rq;
5777         struct sched_entity *se = &p->se;
5778         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5779         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5780         bool was_sched_idle = sched_idle_rq(rq);
5781
5782         util_est_dequeue(&rq->cfs, p);
5783
5784         for_each_sched_entity(se) {
5785                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5786                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5787
5788                 cfs_rq->h_nr_running--;
5789                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5790
5791                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5792                         idle_h_nr_running = 1;
5793
5794                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5795                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5796                         goto dequeue_throttle;
5797
5798                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5799                 if (cfs_rq->load.weight) {
5800                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5801                         se = parent_entity(se);
5802                         /*
5803                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5804                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5805                          */
5806                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5807                                 set_next_buddy(se);
5808                         break;
5809                 }
5810                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5811         }
5812
5813         for_each_sched_entity(se) {
5814                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5815
5816                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5817                 se_update_runnable(se);
5818                 update_cfs_group(se);
5819
5820                 cfs_rq->h_nr_running--;
5821                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5822
5823                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5824                         idle_h_nr_running = 1;
5825
5826                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5827                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5828                         goto dequeue_throttle;
5829
5830         }
5831
5832         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5833         sub_nr_running(rq, 1);
5834
5835         /* balance early to pull high priority tasks */
5836         if (unlikely(!was_sched_idle && sched_idle_rq(rq)))
5837                 rq->next_balance = jiffies;
5838
5839 dequeue_throttle:
5840         util_est_update(&rq->cfs, p, task_sleep);
5841         hrtick_update(rq);
5842 }
5843
5844 #ifdef CONFIG_SMP
5845
5846 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5847 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5848 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5849
5850 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5851
5852 static struct {
5853         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5854         atomic_t nr_cpus;
5855         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5856         int needs_update;               /* Newly idle CPUs need their next_balance collated */
5857         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5858         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5859 } nohz ____cacheline_aligned;
5860
5861 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5862
5863 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
5864 {
5865         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
5866 }
5867
5868 /*
5869  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
5870  * @cpu: the CPU which load is requested
5871  * @p: the task which load should be discounted
5872  *
5873  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
5874  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
5875  * CPU.
5876  *
5877  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
5878  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
5879  * load.
5880  */
5881 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5882 {
5883         struct cfs_rq *cfs_rq;
5884         unsigned int load;
5885
5886         /* Task has no contribution or is new */
5887         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5888                 return cpu_load(rq);
5889
5890         cfs_rq = &rq->cfs;
5891         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
5892
5893         /* Discount task's util from CPU's util */
5894         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
5895
5896         return load;
5897 }
5898
5899 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq)
5900 {
5901         return cfs_rq_runnable_avg(&rq->cfs);
5902 }
5903
5904 static unsigned long cpu_runnable_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5905 {
5906         struct cfs_rq *cfs_rq;
5907         unsigned int runnable;
5908
5909         /* Task has no contribution or is new */
5910         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5911                 return cpu_runnable(rq);
5912
5913         cfs_rq = &rq->cfs;
5914         runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
5915
5916         /* Discount task's runnable from CPU's runnable */
5917         lsub_positive(&runnable, p->se.avg.runnable_avg);
5918
5919         return runnable;
5920 }
5921
5922 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5923 {
5924         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5925 }
5926
5927 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5928 {
5929         /*
5930          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5931          * jiffy will not have built up many flips.
5932          */
5933         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5934                 current->wakee_flips >>= 1;
5935                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5936         }
5937
5938         if (current->last_wakee != p) {
5939                 current->last_wakee = p;
5940                 current->wakee_flips++;
5941         }
5942 }
5943
5944 /*
5945  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5946  *
5947  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5948  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5949  *
5950  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5951  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5952  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5953  *
5954  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5955  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5956  *
5957  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5958  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5959  * socket size.
5960  */
5961 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5962 {
5963         unsigned int master = current->wakee_flips;
5964         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5965         int factor = __this_cpu_read(sd_llc_size);
5966
5967         if (master < slave)
5968                 swap(master, slave);
5969         if (slave < factor || master < slave * factor)
5970                 return 0;
5971         return 1;
5972 }
5973
5974 /*
5975  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5976  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5977  * CPU.
5978  *
5979  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5980  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5981  *
5982  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5983  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5984  *                        for the overloaded case.
5985  */
5986 static int
5987 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5988 {
5989         /*
5990          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5991          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5992          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5993          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5994          *
5995          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5996          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5997          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5998          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5999          * on one CPU.
6000          */
6001         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
6002                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
6003
6004         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
6005                 return this_cpu;
6006
6007         if (available_idle_cpu(prev_cpu))
6008                 return prev_cpu;
6009
6010         return nr_cpumask_bits;
6011 }
6012
6013 static int
6014 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6015                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6016 {
6017         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
6018         unsigned long task_load;
6019
6020         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
6021
6022         if (sync) {
6023                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
6024
6025                 if (current_load > this_eff_load)
6026                         return this_cpu;
6027
6028                 this_eff_load -= current_load;
6029         }
6030
6031         task_load = task_h_load(p);
6032
6033         this_eff_load += task_load;
6034         if (sched_feat(WA_BIAS))
6035                 this_eff_load *= 100;
6036         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
6037
6038         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
6039         prev_eff_load -= task_load;
6040         if (sched_feat(WA_BIAS))
6041                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
6042         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
6043
6044         /*
6045          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
6046          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
6047          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
6048          * idle.
6049          */
6050         if (sync)
6051                 prev_eff_load += 1;
6052
6053         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
6054 }
6055
6056 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6057                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6058 {
6059         int target = nr_cpumask_bits;
6060
6061         if (sched_feat(WA_IDLE))
6062                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
6063
6064         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
6065                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
6066
6067         schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_affine_attempts);
6068         if (target == nr_cpumask_bits)
6069                 return prev_cpu;
6070
6071         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
6072         schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_affine);
6073         return target;
6074 }
6075
6076 static struct sched_group *
6077 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu);
6078
6079 /*
6080  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
6081  */
6082 static int
6083 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
6084 {
6085         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
6086         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
6087         u64 latest_idle_timestamp = 0;
6088         int least_loaded_cpu = this_cpu;
6089         int shallowest_idle_cpu = -1;
6090         int i;
6091
6092         /* Check if we have any choice: */
6093         if (group->group_weight == 1)
6094                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
6095
6096         /* Traverse only the allowed CPUs */
6097         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
6098                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6099
6100                 if (!sched_core_cookie_match(rq, p))
6101                         continue;
6102
6103                 if (sched_idle_cpu(i))
6104                         return i;
6105
6106                 if (available_idle_cpu(i)) {
6107                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
6108                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
6109                                 /*
6110                                  * We give priority to a CPU whose idle state
6111                                  * has the smallest exit latency irrespective
6112                                  * of any idle timestamp.
6113                                  */
6114                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
6115                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6116                                 shallowest_idle_cpu = i;
6117                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
6118                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
6119                                 /*
6120                                  * If equal or no active idle state, then
6121                                  * the most recently idled CPU might have
6122                                  * a warmer cache.
6123                                  */
6124                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6125                                 shallowest_idle_cpu = i;
6126                         }
6127                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
6128                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
6129                         if (load < min_load) {
6130                                 min_load = load;
6131                                 least_loaded_cpu = i;
6132                         }
6133                 }
6134         }
6135
6136         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
6137 }
6138
6139 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6140                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
6141 {
6142         int new_cpu = cpu;
6143
6144         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
6145                 return prev_cpu;
6146
6147         /*
6148          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
6149          * prev_cpu's last_update_time.
6150          */
6151         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
6152                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6153
6154         while (sd) {
6155                 struct sched_group *group;
6156                 struct sched_domain *tmp;
6157                 int weight;
6158
6159                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
6160                         sd = sd->child;
6161                         continue;
6162                 }
6163
6164                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu);
6165                 if (!group) {
6166                         sd = sd->child;
6167                         continue;
6168                 }
6169
6170                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
6171                 if (new_cpu == cpu) {
6172                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
6173                         sd = sd->child;
6174                         continue;
6175                 }
6176
6177                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
6178                 cpu = new_cpu;
6179                 weight = sd->span_weight;
6180                 sd = NULL;
6181                 for_each_domain(cpu, tmp) {
6182                         if (weight <= tmp->span_weight)
6183                                 break;
6184                         if (tmp->flags & sd_flag)
6185                                 sd = tmp;
6186                 }
6187         }
6188
6189         return new_cpu;
6190 }
6191
6192 static inline int __select_idle_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
6193 {
6194         if ((available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu)) &&
6195             sched_cpu_cookie_match(cpu_rq(cpu), p))
6196                 return cpu;
6197
6198         return -1;
6199 }
6200
6201 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6202 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
6203 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
6204
6205 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6206 {
6207         struct sched_domain_shared *sds;
6208
6209         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6210         if (sds)
6211                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
6212 }
6213
6214 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6215 {
6216         struct sched_domain_shared *sds;
6217
6218         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6219         if (sds)
6220                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
6221
6222         return def;
6223 }
6224
6225 /*
6226  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
6227  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
6228  *
6229  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
6230  * state should be fairly cheap.
6231  */
6232 void __update_idle_core(struct rq *rq)
6233 {
6234         int core = cpu_of(rq);
6235         int cpu;
6236
6237         rcu_read_lock();
6238         if (test_idle_cores(core, true))
6239                 goto unlock;
6240
6241         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6242                 if (cpu == core)
6243                         continue;
6244
6245                 if (!available_idle_cpu(cpu))
6246                         goto unlock;
6247         }
6248
6249         set_idle_cores(core, 1);
6250 unlock:
6251         rcu_read_unlock();
6252 }
6253
6254 /*
6255  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
6256  * there are no idle cores left in the system; tracked through
6257  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
6258  */
6259 static int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6260 {
6261         bool idle = true;
6262         int cpu;
6263
6264         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6265                 return __select_idle_cpu(core, p);
6266
6267         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6268                 if (!available_idle_cpu(cpu)) {
6269                         idle = false;
6270                         if (*idle_cpu == -1) {
6271                                 if (sched_idle_cpu(cpu) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
6272                                         *idle_cpu = cpu;
6273                                         break;
6274                                 }
6275                                 continue;
6276                         }
6277                         break;
6278                 }
6279                 if (*idle_cpu == -1 && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6280                         *idle_cpu = cpu;
6281         }
6282
6283         if (idle)
6284                 return core;
6285
6286         cpumask_andnot(cpus, cpus, cpu_smt_mask(core));
6287         return -1;
6288 }
6289
6290 /*
6291  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
6292  */
6293 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6294 {
6295         int cpu;
6296
6297         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
6298                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr) ||
6299                     !cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
6300                         continue;
6301                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6302                         return cpu;
6303         }
6304
6305         return -1;
6306 }
6307
6308 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
6309
6310 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6311 {
6312 }
6313
6314 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6315 {
6316         return def;
6317 }
6318
6319 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6320 {
6321         return __select_idle_cpu(core, p);
6322 }
6323
6324 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6325 {
6326         return -1;
6327 }
6328
6329 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
6330
6331 /*
6332  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
6333  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
6334  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
6335  */
6336 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, bool has_idle_core, int target)
6337 {
6338         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6339         int i, cpu, idle_cpu = -1, nr = INT_MAX;
6340         struct sched_domain_shared *sd_share;
6341         struct rq *this_rq = this_rq();
6342         int this = smp_processor_id();
6343         struct sched_domain *this_sd;
6344         u64 time = 0;
6345
6346         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
6347         if (!this_sd)
6348                 return -1;
6349
6350         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6351
6352         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6353                 u64 avg_cost, avg_idle, span_avg;
6354                 unsigned long now = jiffies;
6355
6356                 /*
6357                  * If we're busy, the assumption that the last idle period
6358                  * predicts the future is flawed; age away the remaining
6359                  * predicted idle time.
6360                  */
6361                 if (unlikely(this_rq->wake_stamp < now)) {
6362                         while (this_rq->wake_stamp < now && this_rq->wake_avg_idle) {
6363                                 this_rq->wake_stamp++;
6364                                 this_rq->wake_avg_idle >>= 1;
6365                         }
6366                 }
6367
6368                 avg_idle = this_rq->wake_avg_idle;
6369                 avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6370
6371                 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6372                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6373                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6374                 else
6375                         nr = 4;
6376
6377                 time = cpu_clock(this);
6378         }
6379
6380         if (sched_feat(SIS_UTIL)) {
6381                 sd_share = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, target));
6382                 if (sd_share) {
6383                         /* because !--nr is the condition to stop scan */
6384                         nr = READ_ONCE(sd_share->nr_idle_scan) + 1;
6385                         /* overloaded LLC is unlikely to have idle cpu/core */
6386                         if (nr == 1)
6387                                 return -1;
6388                 }
6389         }
6390
6391         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target + 1) {
6392                 if (has_idle_core) {
6393                         i = select_idle_core(p, cpu, cpus, &idle_cpu);
6394                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6395                                 return i;
6396
6397                 } else {
6398                         if (!--nr)
6399                                 return -1;
6400                         idle_cpu = __select_idle_cpu(cpu, p);
6401                         if ((unsigned int)idle_cpu < nr_cpumask_bits)
6402                                 break;
6403                 }
6404         }
6405
6406         if (has_idle_core)
6407                 set_idle_cores(target, false);
6408
6409         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6410                 time = cpu_clock(this) - time;
6411
6412                 /*
6413                  * Account for the scan cost of wakeups against the average
6414                  * idle time.
6415                  */
6416                 this_rq->wake_avg_idle -= min(this_rq->wake_avg_idle, time);
6417
6418                 update_avg(&this_sd->avg_scan_cost, time);
6419         }
6420
6421         return idle_cpu;
6422 }
6423
6424 /*
6425  * Scan the asym_capacity domain for idle CPUs; pick the first idle one on which
6426  * the task fits. If no CPU is big enough, but there are idle ones, try to
6427  * maximize capacity.
6428  */
6429 static int
6430 select_idle_capacity(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6431 {
6432         unsigned long task_util, best_cap = 0;
6433         int cpu, best_cpu = -1;
6434         struct cpumask *cpus;
6435
6436         cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6437         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6438
6439         task_util = uclamp_task_util(p);
6440
6441         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6442                 unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
6443
6444                 if (!available_idle_cpu(cpu) && !sched_idle_cpu(cpu))
6445                         continue;
6446                 if (fits_capacity(task_util, cpu_cap))
6447                         return cpu;
6448
6449                 if (cpu_cap > best_cap) {
6450                         best_cap = cpu_cap;
6451                         best_cpu = cpu;
6452                 }
6453         }
6454
6455         return best_cpu;
6456 }
6457
6458 static inline bool asym_fits_capacity(unsigned long task_util, int cpu)
6459 {
6460         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6461                 return fits_capacity(task_util, capacity_of(cpu));
6462
6463         return true;
6464 }
6465
6466 /*
6467  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6468  */
6469 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6470 {
6471         bool has_idle_core = false;
6472         struct sched_domain *sd;
6473         unsigned long task_util;
6474         int i, recent_used_cpu;
6475
6476         /*
6477          * On asymmetric system, update task utilization because we will check
6478          * that the task fits with cpu's capacity.
6479          */
6480         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity)) {
6481                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6482                 task_util = uclamp_task_util(p);
6483         }
6484
6485         /*
6486          * per-cpu select_idle_mask usage
6487          */
6488         lockdep_assert_irqs_disabled();
6489
6490         if ((available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target)) &&
6491             asym_fits_capacity(task_util, target))
6492                 return target;
6493
6494         /*
6495          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6496          */
6497         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
6498             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)) &&
6499             asym_fits_capacity(task_util, prev))
6500                 return prev;
6501
6502         /*
6503          * Allow a per-cpu kthread to stack with the wakee if the
6504          * kworker thread and the tasks previous CPUs are the same.
6505          * The assumption is that the wakee queued work for the
6506          * per-cpu kthread that is now complete and the wakeup is
6507          * essentially a sync wakeup. An obvious example of this
6508          * pattern is IO completions.
6509          */
6510         if (is_per_cpu_kthread(current) &&
6511             in_task() &&
6512             prev == smp_processor_id() &&
6513             this_rq()->nr_running <= 1 &&
6514             asym_fits_capacity(task_util, prev)) {
6515                 return prev;
6516         }
6517
6518         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6519         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6520         p->recent_used_cpu = prev;
6521         if (recent_used_cpu != prev &&
6522             recent_used_cpu != target &&
6523             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6524             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
6525             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr) &&
6526             asym_fits_capacity(task_util, recent_used_cpu)) {
6527                 return recent_used_cpu;
6528         }
6529
6530         /*
6531          * For asymmetric CPU capacity systems, our domain of interest is
6532          * sd_asym_cpucapacity rather than sd_llc.
6533          */
6534         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity)) {
6535                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, target));
6536                 /*
6537                  * On an asymmetric CPU capacity system where an exclusive
6538                  * cpuset defines a symmetric island (i.e. one unique
6539                  * capacity_orig value through the cpuset), the key will be set
6540                  * but the CPUs within that cpuset will not have a domain with
6541                  * SD_ASYM_CPUCAPACITY. These should follow the usual symmetric
6542                  * capacity path.
6543                  */
6544                 if (sd) {
6545                         i = select_idle_capacity(p, sd, target);
6546                         return ((unsigned)i < nr_cpumask_bits) ? i : target;
6547                 }
6548         }
6549
6550         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6551         if (!sd)
6552                 return target;
6553
6554         if (sched_smt_active()) {
6555                 has_idle_core = test_idle_cores(target, false);
6556
6557                 if (!has_idle_core && cpus_share_cache(prev, target)) {
6558                         i = select_idle_smt(p, sd, prev);
6559                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6560                                 return i;
6561                 }
6562         }
6563
6564         i = select_idle_cpu(p, sd, has_idle_core, target);
6565         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6566                 return i;
6567
6568         return target;
6569 }
6570
6571 /*
6572  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was removed from @cpu
6573  * (@dst_cpu = -1) or migrated to @dst_cpu.
6574  */
6575 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6576 {
6577         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6578         unsigned long util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6579
6580         /*
6581          * If @dst_cpu is -1 or @p migrates from @cpu to @dst_cpu remove its
6582          * contribution. If @p migrates from another CPU to @cpu add its
6583          * contribution. In all the other cases @cpu is not impacted by the
6584          * migration so its util_avg is already correct.
6585          */
6586         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6587                 lsub_positive(&util, task_util(p));
6588         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6589                 util += task_util(p);
6590
6591         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6592                 unsigned long util_est;
6593
6594                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6595
6596                 /*
6597                  * During wake-up @p isn't enqueued yet and doesn't contribute
6598                  * to any cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_est.enqueued.
6599                  * If @dst_cpu == @cpu add it to "simulate" cpu_util after @p
6600                  * has been enqueued.
6601                  *
6602                  * During exec (@dst_cpu = -1) @p is enqueued and does
6603                  * contribute to cpu_rq(cpu)->cfs.util_est.enqueued.
6604                  * Remove it to "simulate" cpu_util without @p's contribution.
6605                  *
6606                  * Despite the task_on_rq_queued(@p) check there is still a
6607                  * small window for a possible race when an exec
6608                  * select_task_rq_fair() races with LB's detach_task().
6609                  *
6610                  *   detach_task()
6611                  *     deactivate_task()
6612                  *       p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6613                  *       -------------------------------- A
6614                  *       dequeue_task()                    \
6615                  *         dequeue_task_fair()              + Race Time
6616                  *           util_est_dequeue()            /
6617                  *       -------------------------------- B
6618                  *
6619                  * The additional check "current == p" is required to further
6620                  * reduce the race window.
6621                  */
6622                 if (dst_cpu == cpu)
6623                         util_est += _task_util_est(p);
6624                 else if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6625                         lsub_positive(&util_est, _task_util_est(p));
6626
6627                 util = max(util, util_est);
6628         }
6629
6630         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6631 }
6632
6633 /*
6634  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6635  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6636  * @p: the task which utilization should be discounted
6637  *
6638  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6639  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6640  * execution on that CPU.
6641  *
6642  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6643  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6644  * contributing to the CPU utilization.
6645  */
6646 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6647 {
6648         /* Task has no contribution or is new */
6649         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6650                 return cpu_util_cfs(cpu);
6651
6652         return cpu_util_next(cpu, p, -1);
6653 }
6654
6655 /*
6656  * compute_energy(): Estimates the energy that @pd would consume if @p was
6657  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6658  * landscape of @pd's CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6659  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6660  * task.
6661  */
6662 static long
6663 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6664 {
6665         struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6666         unsigned long cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6667         unsigned long max_util = 0, sum_util = 0;
6668         unsigned long _cpu_cap = cpu_cap;
6669         int cpu;
6670
6671         _cpu_cap -= arch_scale_thermal_pressure(cpumask_first(pd_mask));
6672
6673         /*
6674          * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by CPUs
6675          * of another rd if they belong to the same pd. So, account for the
6676          * utilization of these CPUs too by masking pd with cpu_online_mask
6677          * instead of the rd span.
6678          *
6679          * If an entire pd is outside of the current rd, it will not appear in
6680          * its pd list and will not be accounted by compute_energy().
6681          */
6682         for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6683                 unsigned long util_freq = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6684                 unsigned long cpu_util, util_running = util_freq;
6685                 struct task_struct *tsk = NULL;
6686
6687                 /*
6688                  * When @p is placed on @cpu:
6689                  *
6690                  * util_running = max(cpu_util, cpu_util_est) +
6691                  *                max(task_util, _task_util_est)
6692                  *
6693                  * while cpu_util_next is: max(cpu_util + task_util,
6694                  *                             cpu_util_est + _task_util_est)
6695                  */
6696                 if (cpu == dst_cpu) {
6697                         tsk = p;
6698                         util_running =
6699                                 cpu_util_next(cpu, p, -1) + task_util_est(p);
6700                 }
6701
6702                 /*
6703                  * Busy time computation: utilization clamping is not
6704                  * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6705                  * is already enough to scale the EM reported power
6706                  * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6707                  */
6708                 cpu_util = effective_cpu_util(cpu, util_running, cpu_cap,
6709                                               ENERGY_UTIL, NULL);
6710
6711                 sum_util += min(cpu_util, _cpu_cap);
6712
6713                 /*
6714                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6715                  * must be considered since it affects the selection
6716                  * of the performance domain frequency.
6717                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6718                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6719                  */
6720                 cpu_util = effective_cpu_util(cpu, util_freq, cpu_cap,
6721                                               FREQUENCY_UTIL, tsk);
6722                 max_util = max(max_util, min(cpu_util, _cpu_cap));
6723         }
6724
6725         return em_cpu_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util, _cpu_cap);
6726 }
6727
6728 /*
6729  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6730  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6731  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6732  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6733  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6734  *
6735  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6736  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6737  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6738  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6739  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6740  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6741  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6742  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6743  * the best candidates of the performance domain.
6744  *
6745  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6746  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6747  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6748  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6749  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6750  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6751  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6752  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6753  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6754  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6755  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6756  *
6757  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6758  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6759  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6760  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6761  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6762  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6763  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6764  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6765  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6766  */
6767 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6768 {
6769         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6770         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6771         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu, target = -1;
6772         unsigned long cpu_cap, util, base_energy = 0;
6773         struct sched_domain *sd;
6774         struct perf_domain *pd;
6775
6776         rcu_read_lock();
6777         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6778         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6779                 goto unlock;
6780
6781         /*
6782          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6783          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6784          */
6785         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6786         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6787                 sd = sd->parent;
6788         if (!sd)
6789                 goto unlock;
6790
6791         target = prev_cpu;
6792
6793         sync_entity_load_avg(&p->se);
6794         if (!task_util_est(p))
6795                 goto unlock;
6796
6797         for (; pd; pd = pd->next) {
6798                 unsigned long cur_delta, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6799                 bool compute_prev_delta = false;
6800                 unsigned long base_energy_pd;
6801                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6802
6803                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6804                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6805                                 continue;
6806
6807                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6808                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6809                         spare_cap = cpu_cap;
6810                         lsub_positive(&spare_cap, util);
6811
6812                         /*
6813                          * Skip CPUs that cannot satisfy the capacity request.
6814                          * IOW, placing the task there would make the CPU
6815                          * overutilized. Take uclamp into account to see how
6816                          * much capacity we can get out of the CPU; this is
6817                          * aligned with sched_cpu_util().
6818                          */
6819                         util = uclamp_rq_util_with(cpu_rq(cpu), util, p);
6820                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6821                                 continue;
6822
6823                         if (cpu == prev_cpu) {
6824                                 /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6825                                 compute_prev_delta = true;
6826                         } else if (spare_cap > max_spare_cap) {
6827                                 /*
6828                                  * Find the CPU with the maximum spare capacity
6829                                  * in the performance domain.
6830                                  */
6831                                 max_spare_cap = spare_cap;
6832                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6833                         }
6834                 }
6835
6836                 if (max_spare_cap_cpu < 0 && !compute_prev_delta)
6837                         continue;
6838
6839                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
6840                 base_energy_pd = compute_energy(p, -1, pd);
6841                 base_energy += base_energy_pd;
6842
6843                 /* Evaluate the energy impact of using prev_cpu. */
6844                 if (compute_prev_delta) {
6845                         prev_delta = compute_energy(p, prev_cpu, pd);
6846                         if (prev_delta < base_energy_pd)
6847                                 goto unlock;
6848                         prev_delta -= base_energy_pd;
6849                         best_delta = min(best_delta, prev_delta);
6850                 }
6851
6852                 /* Evaluate the energy impact of using max_spare_cap_cpu. */
6853                 if (max_spare_cap_cpu >= 0) {
6854                         cur_delta = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, pd);
6855                         if (cur_delta < base_energy_pd)
6856                                 goto unlock;
6857                         cur_delta -= base_energy_pd;
6858                         if (cur_delta < best_delta) {
6859                                 best_delta = cur_delta;
6860                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6861                         }
6862                 }
6863         }
6864         rcu_read_unlock();
6865
6866         /*
6867          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6868          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6869          */
6870         if ((prev_delta == ULONG_MAX) ||
6871             (prev_delta - best_delta) > ((prev_delta + base_energy) >> 4))
6872                 target = best_energy_cpu;
6873
6874         return target;
6875
6876 unlock:
6877         rcu_read_unlock();
6878
6879         return target;
6880 }
6881
6882 /*
6883  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6884  * that have the relevant SD flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6885  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6886  *
6887  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6888  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6889  *
6890  * Returns the target CPU number.
6891  */
6892 static int
6893 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int wake_flags)
6894 {
6895         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6896         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6897         int cpu = smp_processor_id();
6898         int new_cpu = prev_cpu;
6899         int want_affine = 0;
6900         /* SD_flags and WF_flags share the first nibble */
6901         int sd_flag = wake_flags & 0xF;
6902
6903         /*
6904          * required for stable ->cpus_allowed
6905          */
6906         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
6907         if (wake_flags & WF_TTWU) {
6908                 record_wakee(p);
6909
6910                 if (sched_energy_enabled()) {
6911                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6912                         if (new_cpu >= 0)
6913                                 return new_cpu;
6914                         new_cpu = prev_cpu;
6915                 }
6916
6917                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
6918         }
6919
6920         rcu_read_lock();
6921         for_each_domain(cpu, tmp) {
6922                 /*
6923                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6924                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6925                  */
6926                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6927                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6928                         if (cpu != prev_cpu)
6929                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6930
6931                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6932                         break;
6933                 }
6934
6935                 /*
6936                  * Usually only true for WF_EXEC and WF_FORK, as sched_domains
6937                  * usually do not have SD_BALANCE_WAKE set. That means wakeup
6938                  * will usually go to the fast path.
6939                  */
6940                 if (tmp->flags & sd_flag)
6941                         sd = tmp;
6942                 else if (!want_affine)
6943                         break;
6944         }
6945
6946         if (unlikely(sd)) {
6947                 /* Slow path */
6948                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6949         } else if (wake_flags & WF_TTWU) { /* XXX always ? */
6950                 /* Fast path */
6951                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6952         }
6953         rcu_read_unlock();
6954
6955         return new_cpu;
6956 }
6957
6958 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6959
6960 /*
6961  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6962  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6963  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6964  */
6965 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6966 {
6967         /*
6968          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6969          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6970          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6971          * the task on the new runqueue.
6972          */
6973         if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
6974                 struct sched_entity *se = &p->se;
6975                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6976                 u64 min_vruntime;
6977
6978 #ifndef CONFIG_64BIT
6979                 u64 min_vruntime_copy;
6980
6981                 do {
6982                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6983                         smp_rmb();
6984                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6985                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6986 #else
6987                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6988 #endif
6989
6990                 se->vruntime -= min_vruntime;
6991         }
6992
6993         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6994                 /*
6995                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6996                  * rq->lock and can modify state directly.
6997                  */
6998                 lockdep_assert_rq_held(task_rq(p));
6999                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
7000
7001         } else {
7002                 /*
7003                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
7004                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
7005                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
7006                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
7007                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
7008                  * sounds not bad.
7009                  */
7010                 remove_entity_load_avg(&p->se);
7011         }
7012
7013         /* Tell new CPU we are migrated */
7014         p->se.avg.last_update_time = 0;
7015
7016         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
7017         p->se.exec_start = 0;
7018
7019         update_scan_period(p, new_cpu);
7020 }
7021
7022 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
7023 {
7024         remove_entity_load_avg(&p->se);
7025 }
7026
7027 static int
7028 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7029 {
7030         if (rq->nr_running)
7031                 return 1;
7032
7033         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
7034 }
7035 #endif /* CONFIG_SMP */
7036
7037 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
7038 {
7039         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
7040
7041         /*
7042          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
7043          * to virtual-time in his units.
7044          *
7045          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
7046          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
7047          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
7048          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
7049          * be smaller, again penalizing the lighter task.
7050          *
7051          * This is especially important for buddies when the leftmost
7052          * task is higher priority than the buddy.
7053          */
7054         return calc_delta_fair(gran, se);
7055 }
7056
7057 /*
7058  * Should 'se' preempt 'curr'.
7059  *
7060  *             |s1
7061  *        |s2
7062  *   |s3
7063  *         g
7064  *      |<--->|c
7065  *
7066  *  w(c, s1) = -1
7067  *  w(c, s2) =  0
7068  *  w(c, s3) =  1
7069  *
7070  */
7071 static int
7072 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
7073 {
7074         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
7075
7076         if (vdiff <= 0)
7077                 return -1;
7078
7079         gran = wakeup_gran(se);
7080         if (vdiff > gran)
7081                 return 1;
7082
7083         return 0;
7084 }
7085
7086 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
7087 {
7088         for_each_sched_entity(se) {
7089                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
7090                         return;
7091                 if (se_is_idle(se))
7092                         return;
7093                 cfs_rq_of(se)->last = se;
7094         }
7095 }
7096
7097 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
7098 {
7099         for_each_sched_entity(se) {
7100                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
7101                         return;
7102                 if (se_is_idle(se))
7103                         return;
7104                 cfs_rq_of(se)->next = se;
7105         }
7106 }
7107
7108 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
7109 {
7110         for_each_sched_entity(se)
7111                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
7112 }
7113
7114 /*
7115  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
7116  */
7117 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
7118 {
7119         struct task_struct *curr = rq->curr;
7120         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
7121         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7122         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
7123         int next_buddy_marked = 0;
7124         int cse_is_idle, pse_is_idle;
7125
7126         if (unlikely(se == pse))
7127                 return;
7128
7129         /*
7130          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
7131          * unconditionally check_preempt_curr() after an enqueue (which may have
7132          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
7133          * next-buddy nomination below.
7134          */
7135         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
7136                 return;
7137
7138         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
7139                 set_next_buddy(pse);
7140                 next_buddy_marked = 1;
7141         }
7142
7143         /*
7144          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
7145          * wake up path.
7146          *
7147          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
7148          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
7149          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
7150          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
7151          * below.
7152          */
7153         if (test_tsk_need_resched(curr))
7154                 return;
7155
7156         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
7157         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
7158             likely(!task_has_idle_policy(p)))
7159                 goto preempt;
7160
7161         /*
7162          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
7163          * is driven by the tick):
7164          */
7165         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
7166                 return;
7167
7168         find_matching_se(&se, &pse);
7169         BUG_ON(!pse);
7170
7171         cse_is_idle = se_is_idle(se);
7172         pse_is_idle = se_is_idle(pse);
7173
7174         /*
7175          * Preempt an idle group in favor of a non-idle group (and don't preempt
7176          * in the inverse case).
7177          */
7178         if (cse_is_idle && !pse_is_idle)
7179                 goto preempt;
7180         if (cse_is_idle != pse_is_idle)
7181                 return;
7182
7183         update_curr(cfs_rq_of(se));
7184         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
7185                 /*
7186                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
7187                  * triggering this preemption.
7188                  */
7189                 if (!next_buddy_marked)
7190                         set_next_buddy(pse);
7191                 goto preempt;
7192         }
7193
7194         return;
7195
7196 preempt:
7197         resched_curr(rq);
7198         /*
7199          * Only set the backward buddy when the current task is still
7200          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
7201          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
7202          * point, either of which can * drop the rq lock.
7203          *
7204          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
7205          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
7206          */
7207         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
7208                 return;
7209
7210         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
7211                 set_last_buddy(se);
7212 }
7213
7214 #ifdef CONFIG_SMP
7215 static struct task_struct *pick_task_fair(struct rq *rq)
7216 {
7217         struct sched_entity *se;
7218         struct cfs_rq *cfs_rq;
7219
7220 again:
7221         cfs_rq = &rq->cfs;
7222         if (!cfs_rq->nr_running)
7223                 return NULL;
7224
7225         do {
7226                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7227
7228                 /* When we pick for a remote RQ, we'll not have done put_prev_entity() */
7229                 if (curr) {
7230                         if (curr->on_rq)
7231                                 update_curr(cfs_rq);
7232                         else
7233                                 curr = NULL;
7234
7235                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
7236                                 goto again;
7237                 }
7238
7239                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7240                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7241         } while (cfs_rq);
7242
7243         return task_of(se);
7244 }
7245 #endif
7246
7247 struct task_struct *
7248 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7249 {
7250         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7251         struct sched_entity *se;
7252         struct task_struct *p;
7253         int new_tasks;
7254
7255 again:
7256         if (!sched_fair_runnable(rq))
7257                 goto idle;
7258
7259 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7260         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
7261                 goto simple;
7262
7263         /*
7264          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
7265          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
7266          *
7267          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
7268          * hierarchy, only change the part that actually changes.
7269          */
7270
7271         do {
7272                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7273
7274                 /*
7275                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
7276                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
7277                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
7278                  * forget we've ever seen it.
7279                  */
7280                 if (curr) {
7281                         if (curr->on_rq)
7282                                 update_curr(cfs_rq);
7283                         else
7284                                 curr = NULL;
7285
7286                         /*
7287                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
7288                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
7289                          * Therefore the nr_running test will indeed
7290                          * be correct.
7291                          */
7292                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
7293                                 cfs_rq = &rq->cfs;
7294
7295                                 if (!cfs_rq->nr_running)
7296                                         goto idle;
7297
7298                                 goto simple;
7299                         }
7300                 }
7301
7302                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7303                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7304         } while (cfs_rq);
7305
7306         p = task_of(se);
7307
7308         /*
7309          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
7310          * is a different task than we started out with, try and touch the
7311          * least amount of cfs_rqs.
7312          */
7313         if (prev != p) {
7314                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
7315
7316                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
7317                         int se_depth = se->depth;
7318                         int pse_depth = pse->depth;
7319
7320                         if (se_depth <= pse_depth) {
7321                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
7322                                 pse = parent_entity(pse);
7323                         }
7324                         if (se_depth >= pse_depth) {
7325                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
7326                                 se = parent_entity(se);
7327                         }
7328                 }
7329
7330                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
7331                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7332         }
7333
7334         goto done;
7335 simple:
7336 #endif
7337         if (prev)
7338                 put_prev_task(rq, prev);
7339
7340         do {
7341                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
7342                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7343                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7344         } while (cfs_rq);
7345
7346         p = task_of(se);
7347
7348 done: __maybe_unused;
7349 #ifdef CONFIG_SMP
7350         /*
7351          * Move the next running task to the front of
7352          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
7353          * one.
7354          */
7355         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
7356 #endif
7357
7358         if (hrtick_enabled_fair(rq))
7359                 hrtick_start_fair(rq, p);
7360
7361         update_misfit_status(p, rq);
7362
7363         return p;
7364
7365 idle:
7366         if (!rf)
7367                 return NULL;
7368
7369         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
7370
7371         /*
7372          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
7373          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
7374          * must re-start the pick_next_entity() loop.
7375          */
7376         if (new_tasks < 0)
7377                 return RETRY_TASK;
7378
7379         if (new_tasks > 0)
7380                 goto again;
7381
7382         /*
7383          * rq is about to be idle, check if we need to update the
7384          * lost_idle_time of clock_pelt
7385          */
7386         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
7387
7388         return NULL;
7389 }
7390
7391 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
7392 {
7393         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
7394 }
7395
7396 /*
7397  * Account for a descheduled task:
7398  */
7399 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
7400 {
7401         struct sched_entity *se = &prev->se;
7402         struct cfs_rq *cfs_rq;
7403
7404         for_each_sched_entity(se) {
7405                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7406                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
7407         }
7408 }
7409
7410 /*
7411  * sched_yield() is very simple
7412  *
7413  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
7414  */
7415 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
7416 {
7417         struct task_struct *curr = rq->curr;
7418         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7419         struct sched_entity *se = &curr->se;
7420
7421         /*
7422          * Are we the only task in the tree?
7423          */
7424         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
7425                 return;
7426
7427         clear_buddies(cfs_rq, se);
7428
7429         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
7430                 update_rq_clock(rq);
7431                 /*
7432                  * Update run-time statistics of the 'current'.
7433                  */
7434                 update_curr(cfs_rq);
7435                 /*
7436                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
7437                  * so we don't do microscopic update in schedule()
7438                  * and double the fastpath cost.
7439                  */
7440                 rq_clock_skip_update(rq);
7441         }
7442
7443         set_skip_buddy(se);
7444 }
7445
7446 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7447 {
7448         struct sched_entity *se = &p->se;
7449
7450         /* throttled hierarchies are not runnable */
7451         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
7452                 return false;
7453
7454         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
7455         set_next_buddy(se);
7456
7457         yield_task_fair(rq);
7458
7459         return true;
7460 }
7461
7462 #ifdef CONFIG_SMP
7463 /**************************************************
7464  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7465  *
7466  * BASICS
7467  *
7468  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7469  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7470  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7471  *
7472  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7473  *
7474  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7475  * W_i,0 is defined as:
7476  *
7477  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7478  *
7479  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7480  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7481  *
7482  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7483  * weight:
7484  *
7485  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7486  *
7487  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7488  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7489  * can also include other factors [XXX].
7490  *
7491  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7492  * directly from (1):
7493  *
7494  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7495  *
7496  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7497  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7498  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7499  *
7500  * [XXX expand on:
7501  *     - infeasible weights;
7502  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7503  *
7504  *
7505  * SCHED DOMAINS
7506  *
7507  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7508  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7509  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7510  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7511  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7512  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7513  * the groups.
7514  *
7515  * This yields:
7516  *
7517  *     log_2 n     1     n
7518  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7519  *     i = 0      2^i   2^i
7520  *                               `- size of each group
7521  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7522  *         |         `- freq
7523  *         `- sum over all levels
7524  *
7525  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7526  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7527  *
7528  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7529  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7530  *
7531  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7532  *
7533  *             log_2 n
7534  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7535  *             k = 0
7536  *
7537  * And you'll find that:
7538  *
7539  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7540  *
7541  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7542  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7543  * of:
7544  *
7545  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7546  *
7547  *
7548  * WORK CONSERVING
7549  *
7550  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7551  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7552  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7553  *
7554  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7555  * time.
7556  *
7557  * [XXX more?]
7558  *
7559  *
7560  * CGROUPS
7561  *
7562  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7563  *
7564  *                                s_k,i
7565  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7566  *                                 S_k
7567  *
7568  * Where
7569  *
7570  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7571  *
7572  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7573  *
7574  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7575  * property.
7576  *
7577  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7578  *      rewrite all of this once again.]
7579  */
7580
7581 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7582
7583 enum fbq_type { regular, remote, all };
7584
7585 /*
7586  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
7587  *
7588  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
7589  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
7590  * group. See update_sd_pick_busiest().
7591  */
7592 enum group_type {
7593         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
7594         group_has_spare = 0,
7595         /*
7596          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
7597          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
7598          */
7599         group_fully_busy,
7600         /*
7601          * One task doesn't fit with CPU's capacity and must be migrated to a
7602          * more powerful CPU.
7603          */
7604         group_misfit_task,
7605         /*
7606          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
7607          * and the task should be migrated to it instead of running on the
7608          * current CPU.
7609          */
7610         group_asym_packing,
7611         /*
7612          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
7613          * from balancing the load across the system.
7614          */
7615         group_imbalanced,
7616         /*
7617          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
7618          * tasks.
7619          */
7620         group_overloaded
7621 };
7622
7623 enum migration_type {
7624         migrate_load = 0,
7625         migrate_util,
7626         migrate_task,
7627         migrate_misfit
7628 };
7629
7630 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7631 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7632 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7633 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7634 #define LBF_ACTIVE_LB   0x10
7635
7636 struct lb_env {
7637         struct sched_domain     *sd;
7638
7639         struct rq               *src_rq;
7640         int                     src_cpu;
7641
7642         int                     dst_cpu;
7643         struct rq               *dst_rq;
7644
7645         struct cpumask          *dst_grpmask;
7646         int                     new_dst_cpu;
7647         enum cpu_idle_type      idle;
7648         long                    imbalance;
7649         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7650         struct cpumask          *cpus;
7651
7652         unsigned int            flags;
7653
7654         unsigned int            loop;
7655         unsigned int            loop_break;
7656         unsigned int            loop_max;
7657
7658         enum fbq_type           fbq_type;
7659         enum migration_type     migration_type;
7660         struct list_head        tasks;
7661 };
7662
7663 /*
7664  * Is this task likely cache-hot:
7665  */
7666 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7667 {
7668         s64 delta;
7669
7670         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7671
7672         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7673                 return 0;
7674
7675         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7676                 return 0;
7677
7678         /* SMT siblings share cache */
7679         if (env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
7680                 return 0;
7681
7682         /*
7683          * Buddy candidates are cache hot:
7684          */
7685         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7686                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7687                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7688                 return 1;
7689
7690         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7691                 return 1;
7692
7693         /*
7694          * Don't migrate task if the task's cookie does not match
7695          * with the destination CPU's core cookie.
7696          */
7697         if (!sched_core_cookie_match(cpu_rq(env->dst_cpu), p))
7698                 return 1;
7699
7700         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7701                 return 0;
7702
7703         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7704
7705         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7706 }
7707
7708 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7709 /*
7710  * Returns 1, if task migration degrades locality
7711  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7712  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7713  */
7714 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7715 {
7716         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7717         unsigned long src_weight, dst_weight;
7718         int src_nid, dst_nid, dist;
7719
7720         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7721                 return -1;
7722
7723         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7724                 return -1;
7725
7726         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7727         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7728
7729         if (src_nid == dst_nid)
7730                 return -1;
7731
7732         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7733         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7734                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7735                         return 1;
7736                 else
7737                         return -1;
7738         }
7739
7740         /* Encourage migration to the preferred node. */
7741         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7742                 return 0;
7743
7744         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7745         if (env->idle == CPU_IDLE)
7746                 return -1;
7747
7748         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7749         if (numa_group) {
7750                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7751                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7752         } else {
7753                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7754                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7755         }
7756
7757         return dst_weight < src_weight;
7758 }
7759
7760 #else
7761 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7762                                              struct lb_env *env)
7763 {
7764         return -1;
7765 }
7766 #endif
7767
7768 /*
7769  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7770  */
7771 static
7772 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7773 {
7774         int tsk_cache_hot;
7775
7776         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7777
7778         /*
7779          * We do not migrate tasks that are:
7780          * 1) throttled_lb_pair, or
7781          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7782          * 3) running (obviously), or
7783          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7784          */
7785         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7786                 return 0;
7787
7788         /* Disregard pcpu kthreads; they are where they need to be. */
7789         if (kthread_is_per_cpu(p))
7790                 return 0;
7791
7792         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7793                 int cpu;
7794
7795                 schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_affine);
7796
7797                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7798
7799                 /*
7800                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7801                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7802                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7803                  *
7804                  * Avoid computing new_dst_cpu
7805                  * - for NEWLY_IDLE
7806                  * - if we have already computed one in current iteration
7807                  * - if it's an active balance
7808                  */
7809                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE ||
7810                     env->flags & (LBF_DST_PINNED | LBF_ACTIVE_LB))
7811                         return 0;
7812
7813                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7814                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7815                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7816                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7817                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7818                                 break;
7819                         }
7820                 }
7821
7822                 return 0;
7823         }
7824
7825         /* Record that we found at least one task that could run on dst_cpu */
7826         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7827
7828         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7829                 schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_running);
7830                 return 0;
7831         }
7832
7833         /*
7834          * Aggressive migration if:
7835          * 1) active balance
7836          * 2) destination numa is preferred
7837          * 3) task is cache cold, or
7838          * 4) too many balance attempts have failed.
7839          */
7840         if (env->flags & LBF_ACTIVE_LB)
7841                 return 1;
7842
7843         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7844         if (tsk_cache_hot == -1)
7845                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7846
7847         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7848             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7849                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7850                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7851                         schedstat_inc(p->stats.nr_forced_migrations);
7852                 }
7853                 return 1;
7854         }
7855
7856         schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_hot);
7857         return 0;
7858 }
7859
7860 /*
7861  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7862  */
7863 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7864 {
7865         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7866
7867         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7868         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7869 }
7870
7871 /*
7872  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7873  * part of active balancing operations within "domain".
7874  *
7875  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7876  */
7877 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7878 {
7879         struct task_struct *p;
7880
7881         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7882
7883         list_for_each_entry_reverse(p,
7884                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7885                 if (!can_migrate_task(p, env))
7886                         continue;
7887
7888                 detach_task(p, env);
7889
7890                 /*
7891                  * Right now, this is only the second place where
7892                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7893                  * so we can safely collect stats here rather than
7894                  * inside detach_tasks().
7895                  */
7896                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7897                 return p;
7898         }
7899         return NULL;
7900 }
7901
7902 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7903
7904 /*
7905  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
7906  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7907  *
7908  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7909  */
7910 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7911 {
7912         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7913         unsigned long util, load;
7914         struct task_struct *p;
7915         int detached = 0;
7916
7917         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7918
7919         /*
7920          * Source run queue has been emptied by another CPU, clear
7921          * LBF_ALL_PINNED flag as we will not test any task.
7922          */
7923         if (env->src_rq->nr_running <= 1) {
7924                 env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7925                 return 0;
7926         }
7927
7928         if (env->imbalance <= 0)
7929                 return 0;
7930
7931         while (!list_empty(tasks)) {
7932                 /*
7933                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7934                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7935                  */
7936                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7937                         break;
7938
7939                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7940
7941                 env->loop++;
7942                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7943                 if (env->loop > env->loop_max)
7944                         break;
7945
7946                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7947                 if (env->loop > env->loop_break) {
7948                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7949                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7950                         break;
7951                 }
7952
7953                 if (!can_migrate_task(p, env))
7954                         goto next;
7955
7956                 switch (env->migration_type) {
7957                 case migrate_load:
7958                         /*
7959                          * Depending of the number of CPUs and tasks and the
7960                          * cgroup hierarchy, task_h_load() can return a null
7961                          * value. Make sure that env->imbalance decreases
7962                          * otherwise detach_tasks() will stop only after
7963                          * detaching up to loop_max tasks.
7964                          */
7965                         load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
7966
7967                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
7968                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7969                                 goto next;
7970
7971                         /*
7972                          * Make sure that we don't migrate too much load.
7973                          * Nevertheless, let relax the constraint if
7974                          * scheduler fails to find a good waiting task to
7975                          * migrate.
7976                          */
7977                         if (shr_bound(load, env->sd->nr_balance_failed) > env->imbalance)
7978                                 goto next;
7979
7980                         env->imbalance -= load;
7981                         break;
7982
7983                 case migrate_util:
7984                         util = task_util_est(p);
7985
7986                         if (util > env->imbalance)
7987                                 goto next;
7988
7989                         env->imbalance -= util;
7990                         break;
7991
7992                 case migrate_task:
7993                         env->imbalance--;
7994                         break;
7995
7996                 case migrate_misfit:
7997                         /* This is not a misfit task */
7998                         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(env->src_cpu)))
7999                                 goto next;
8000
8001                         env->imbalance = 0;
8002                         break;
8003                 }
8004
8005                 detach_task(p, env);
8006                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
8007
8008                 detached++;
8009
8010 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
8011                 /*
8012                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
8013                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
8014                  * the critical section.
8015                  */
8016                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8017                         break;
8018 #endif
8019
8020                 /*
8021                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
8022                  * load/util/tasks.
8023                  */
8024                 if (env->imbalance <= 0)
8025                         break;
8026
8027                 continue;
8028 next:
8029                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
8030         }
8031
8032         /*
8033          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
8034          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
8035          * than inside detach_one_task().
8036          */
8037         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
8038
8039         return detached;
8040 }
8041
8042 /*
8043  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
8044  */
8045 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8046 {
8047         lockdep_assert_rq_held(rq);
8048
8049         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
8050         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
8051         check_preempt_curr(rq, p, 0);
8052 }
8053
8054 /*
8055  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
8056  * its new rq.
8057  */
8058 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8059 {
8060         struct rq_flags rf;
8061
8062         rq_lock(rq, &rf);
8063         update_rq_clock(rq);
8064         attach_task(rq, p);
8065         rq_unlock(rq, &rf);
8066 }
8067
8068 /*
8069  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
8070  * new rq.
8071  */
8072 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
8073 {
8074         struct list_head *tasks = &env->tasks;
8075         struct task_struct *p;
8076         struct rq_flags rf;
8077
8078         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
8079         update_rq_clock(env->dst_rq);
8080
8081         while (!list_empty(tasks)) {
8082                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
8083                 list_del_init(&p->se.group_node);
8084
8085                 attach_task(env->dst_rq, p);
8086         }
8087
8088         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
8089 }
8090
8091 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8092 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
8093 {
8094         if (cfs_rq->avg.load_avg)
8095                 return true;
8096
8097         if (cfs_rq->avg.util_avg)
8098                 return true;
8099
8100         return false;
8101 }
8102
8103 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
8104 {
8105         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
8106                 return true;
8107
8108         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
8109                 return true;
8110
8111         if (thermal_load_avg(rq))
8112                 return true;
8113
8114 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
8115         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
8116                 return true;
8117 #endif
8118
8119         return false;
8120 }
8121
8122 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq)
8123 {
8124         WRITE_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick, jiffies);
8125 }
8126
8127 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
8128 {
8129         if (!has_blocked)
8130                 rq->has_blocked_load = 0;
8131 }
8132 #else
8133 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
8134 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
8135 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq) {}
8136 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
8137 #endif
8138
8139 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
8140 {
8141         const struct sched_class *curr_class;
8142         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
8143         unsigned long thermal_pressure;
8144         bool decayed;
8145
8146         /*
8147          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
8148          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
8149          */
8150         curr_class = rq->curr->sched_class;
8151
8152         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
8153
8154         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
8155                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
8156                   update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure) |
8157                   update_irq_load_avg(rq, 0);
8158
8159         if (others_have_blocked(rq))
8160                 *done = false;
8161
8162         return decayed;
8163 }
8164
8165 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8166
8167 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8168 {
8169         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
8170         bool decayed = false;
8171         int cpu = cpu_of(rq);
8172
8173         /*
8174          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
8175          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
8176          */
8177         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
8178                 struct sched_entity *se;
8179
8180                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
8181                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
8182
8183                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
8184                                 decayed = true;
8185                 }
8186
8187                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
8188                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
8189                 if (se && !skip_blocked_update(se))
8190                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
8191
8192                 /*
8193                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
8194                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
8195                  */
8196                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
8197                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
8198
8199                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
8200                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8201                         *done = false;
8202         }
8203
8204         return decayed;
8205 }
8206
8207 /*
8208  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
8209  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
8210  * group is a fraction of its parents load.
8211  */
8212 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
8213 {
8214         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
8215         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
8216         unsigned long now = jiffies;
8217         unsigned long load;
8218
8219         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8220                 return;
8221
8222         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
8223         for_each_sched_entity(se) {
8224                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8225                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
8226                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8227                         break;
8228         }
8229
8230         if (!se) {
8231                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
8232                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8233         }
8234
8235         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
8236                 load = cfs_rq->h_load;
8237                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
8238                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8239                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8240                 cfs_rq->h_load = load;
8241                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8242         }
8243 }
8244
8245 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8246 {
8247         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
8248
8249         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
8250         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
8251                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8252 }
8253 #else
8254 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8255 {
8256         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
8257         bool decayed;
8258
8259         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
8260         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8261                 *done = false;
8262
8263         return decayed;
8264 }
8265
8266 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8267 {
8268         return p->se.avg.load_avg;
8269 }
8270 #endif
8271
8272 static void update_blocked_averages(int cpu)
8273 {
8274         bool decayed = false, done = true;
8275         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8276         struct rq_flags rf;
8277
8278         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8279         update_blocked_load_tick(rq);
8280         update_rq_clock(rq);
8281
8282         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
8283         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
8284
8285         update_blocked_load_status(rq, !done);
8286         if (decayed)
8287                 cpufreq_update_util(rq, 0);
8288         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8289 }
8290
8291 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
8292
8293 /*
8294  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
8295  */
8296 struct sg_lb_stats {
8297         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
8298         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
8299         unsigned long group_capacity;
8300         unsigned long group_util; /* Total utilization over the CPUs of the group */
8301         unsigned long group_runnable; /* Total runnable time over the CPUs of the group */
8302         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
8303         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
8304         unsigned int idle_cpus;
8305         unsigned int group_weight;
8306         enum group_type group_type;
8307         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
8308         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
8309 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8310         unsigned int nr_numa_running;
8311         unsigned int nr_preferred_running;
8312 #endif
8313 };
8314
8315 /*
8316  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
8317  *               during load balancing.
8318  */
8319 struct sd_lb_stats {
8320         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
8321         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
8322         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
8323         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
8324         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
8325         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
8326
8327         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
8328         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
8329 };
8330
8331 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
8332 {
8333         /*
8334          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
8335          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
8336          * We must however set busiest_stat::group_type and
8337          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
8338          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
8339          */
8340         *sds = (struct sd_lb_stats){
8341                 .busiest = NULL,
8342                 .local = NULL,
8343                 .total_load = 0UL,
8344                 .total_capacity = 0UL,
8345                 .busiest_stat = {
8346                         .idle_cpus = UINT_MAX,
8347                         .group_type = group_has_spare,
8348                 },
8349         };
8350 }
8351
8352 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
8353 {
8354         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8355         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8356         unsigned long used, free;
8357         unsigned long irq;
8358
8359         irq = cpu_util_irq(rq);
8360
8361         if (unlikely(irq >= max))
8362                 return 1;
8363
8364         /*
8365          * avg_rt.util_avg and avg_dl.util_avg track binary signals
8366          * (running and not running) with weights 0 and 1024 respectively.
8367          * avg_thermal.load_avg tracks thermal pressure and the weighted
8368          * average uses the actual delta max capacity(load).
8369          */
8370         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
8371         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
8372         used += thermal_load_avg(rq);
8373
8374         if (unlikely(used >= max))
8375                 return 1;
8376
8377         free = max - used;
8378
8379         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
8380 }
8381
8382 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8383 {
8384         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(cpu);
8385         struct sched_group *sdg = sd->groups;
8386
8387         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8388
8389         if (!capacity)
8390                 capacity = 1;
8391
8392         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
8393         trace_sched_cpu_capacity_tp(cpu_rq(cpu));
8394
8395         sdg->sgc->capacity = capacity;
8396         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
8397         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
8398 }
8399
8400 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8401 {
8402         struct sched_domain *child = sd->child;
8403         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
8404         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
8405         unsigned long interval;
8406
8407         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
8408         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8409         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
8410
8411         if (!child) {
8412                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
8413                 return;
8414         }
8415
8416         capacity = 0;
8417         min_capacity = ULONG_MAX;
8418         max_capacity = 0;
8419
8420         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
8421                 /*
8422                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
8423                  * span the current group.
8424                  */
8425
8426                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
8427                         unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
8428
8429                         capacity += cpu_cap;
8430                         min_capacity = min(cpu_cap, min_capacity);
8431                         max_capacity = max(cpu_cap, max_capacity);
8432                 }
8433         } else  {
8434                 /*
8435                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
8436                  * span the current group.
8437                  */
8438
8439                 group = child->groups;
8440                 do {
8441                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
8442
8443                         capacity += sgc->capacity;
8444                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
8445                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
8446                         group = group->next;
8447                 } while (group != child->groups);
8448         }
8449
8450         sdg->sgc->capacity = capacity;
8451         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
8452         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
8453 }
8454
8455 /*
8456  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
8457  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
8458  * Return true is the capacity is reduced
8459  */
8460 static inline int
8461 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8462 {
8463         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
8464                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
8465 }
8466
8467 /*
8468  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
8469  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
8470  * the task's current CPU is heavily pressured.
8471  */
8472 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8473 {
8474         return rq->misfit_task_load &&
8475                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
8476                  check_cpu_capacity(rq, sd));
8477 }
8478
8479 /*
8480  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
8481  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
8482  *
8483  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
8484  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
8485  * Something like:
8486  *
8487  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
8488  *              *     * * *
8489  *
8490  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
8491  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
8492  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
8493  *
8494  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
8495  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
8496  * moving tasks due to affinity constraints.
8497  *
8498  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
8499  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
8500  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
8501  * to create an effective group imbalance.
8502  *
8503  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
8504  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
8505  * subtle and fragile situation.
8506  */
8507
8508 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
8509 {
8510         return group->sgc->imbalance;
8511 }
8512
8513 /*
8514  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
8515  * be used by some tasks.
8516  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
8517  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
8518  * available capacity for CFS tasks.
8519  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
8520  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
8521  * capacity in meaningful for the load balancer.
8522  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
8523  * any benefit for the load balance.
8524  */
8525 static inline bool
8526 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8527 {
8528         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
8529                 return true;
8530
8531         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8532                         (sgs->group_runnable * 100))
8533                 return false;
8534
8535         if ((sgs->group_capacity * 100) >
8536                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8537                 return true;
8538
8539         return false;
8540 }
8541
8542 /*
8543  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
8544  *  handle.
8545  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
8546  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
8547  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
8548  *  false.
8549  */
8550 static inline bool
8551 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8552 {
8553         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
8554                 return false;
8555
8556         if ((sgs->group_capacity * 100) <
8557                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8558                 return true;
8559
8560         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8561                         (sgs->group_runnable * 100))
8562                 return true;
8563
8564         return false;
8565 }
8566
8567 static inline enum
8568 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
8569                           struct sched_group *group,
8570                           struct sg_lb_stats *sgs)
8571 {
8572         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
8573                 return group_overloaded;
8574
8575         if (sg_imbalanced(group))
8576                 return group_imbalanced;
8577
8578         if (sgs->group_asym_packing)
8579                 return group_asym_packing;
8580
8581         if (sgs->group_misfit_task_load)
8582                 return group_misfit_task;
8583
8584         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
8585                 return group_fully_busy;
8586
8587         return group_has_spare;
8588 }
8589
8590 /**
8591  * asym_smt_can_pull_tasks - Check whether the load balancing CPU can pull tasks
8592  * @dst_cpu:    Destination CPU of the load balancing
8593  * @sds:        Load-balancing data with statistics of the local group
8594  * @sgs:        Load-balancing statistics of the candidate busiest group
8595  * @sg:         The candidate busiest group
8596  *
8597  * Check the state of the SMT siblings of both @sds::local and @sg and decide
8598  * if @dst_cpu can pull tasks.
8599  *
8600  * If @dst_cpu does not have SMT siblings, it can pull tasks if two or more of
8601  * the SMT siblings of @sg are busy. If only one CPU in @sg is busy, pull tasks
8602  * only if @dst_cpu has higher priority.
8603  *
8604  * If both @dst_cpu and @sg have SMT siblings, and @sg has exactly one more
8605  * busy CPU than @sds::local, let @dst_cpu pull tasks if it has higher priority.
8606  * Bigger imbalances in the number of busy CPUs will be dealt with in
8607  * update_sd_pick_busiest().
8608  *
8609  * If @sg does not have SMT siblings, only pull tasks if all of the SMT siblings
8610  * of @dst_cpu are idle and @sg has lower priority.
8611  *
8612  * Return: true if @dst_cpu can pull tasks, false otherwise.
8613  */
8614 static bool asym_smt_can_pull_tasks(int dst_cpu, struct sd_lb_stats *sds,
8615                                     struct sg_lb_stats *sgs,
8616                                     struct sched_group *sg)
8617 {
8618 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8619         bool local_is_smt, sg_is_smt;
8620         int sg_busy_cpus;
8621
8622         local_is_smt = sds->local->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY;
8623         sg_is_smt = sg->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY;
8624
8625         sg_busy_cpus = sgs->group_weight - sgs->idle_cpus;
8626
8627         if (!local_is_smt) {
8628                 /*
8629                  * If we are here, @dst_cpu is idle and does not have SMT
8630                  * siblings. Pull tasks if candidate group has two or more
8631                  * busy CPUs.
8632                  */
8633                 if (sg_busy_cpus >= 2) /* implies sg_is_smt */
8634                         return true;
8635
8636                 /*
8637                  * @dst_cpu does not have SMT siblings. @sg may have SMT
8638                  * siblings and only one is busy. In such case, @dst_cpu
8639                  * can help if it has higher priority and is idle (i.e.,
8640                  * it has no running tasks).
8641                  */
8642                 return sched_asym_prefer(dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu);
8643         }
8644
8645         /* @dst_cpu has SMT siblings. */
8646
8647         if (sg_is_smt) {
8648                 int local_busy_cpus = sds->local->group_weight -
8649                                       sds->local_stat.idle_cpus;
8650                 int busy_cpus_delta = sg_busy_cpus - local_busy_cpus;
8651
8652                 if (busy_cpus_delta == 1)
8653                         return sched_asym_prefer(dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu);
8654
8655                 return false;
8656         }
8657
8658         /*
8659          * @sg does not have SMT siblings. Ensure that @sds::local does not end
8660          * up with more than one busy SMT sibling and only pull tasks if there
8661          * are not busy CPUs (i.e., no CPU has running tasks).
8662          */
8663         if (!sds->local_stat.sum_nr_running)
8664                 return sched_asym_prefer(dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu);
8665
8666         return false;
8667 #else
8668         /* Always return false so that callers deal with non-SMT cases. */
8669         return false;
8670 #endif
8671 }
8672
8673 static inline bool
8674 sched_asym(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds,  struct sg_lb_stats *sgs,
8675            struct sched_group *group)
8676 {
8677         /* Only do SMT checks if either local or candidate have SMT siblings */
8678         if ((sds->local->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) ||
8679             (group->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY))
8680                 return asym_smt_can_pull_tasks(env->dst_cpu, sds, sgs, group);
8681
8682         return sched_asym_prefer(env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu);
8683 }
8684
8685 static inline bool
8686 sched_reduced_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8687 {
8688         /*
8689          * When there is more than 1 task, the group_overloaded case already
8690          * takes care of cpu with reduced capacity
8691          */
8692         if (rq->cfs.h_nr_running != 1)
8693                 return false;
8694
8695         return check_cpu_capacity(rq, sd);
8696 }
8697
8698 /**
8699  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8700  * @env: The load balancing environment.
8701  * @sds: Load-balancing data with statistics of the local group.
8702  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8703  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8704  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8705  */
8706 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8707                                       struct sd_lb_stats *sds,
8708                                       struct sched_group *group,
8709                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8710                                       int *sg_status)
8711 {
8712         int i, nr_running, local_group;
8713
8714         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8715
8716         local_group = group == sds->local;
8717
8718         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8719                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8720                 unsigned long load = cpu_load(rq);
8721
8722                 sgs->group_load += load;
8723                 sgs->group_util += cpu_util_cfs(i);
8724                 sgs->group_runnable += cpu_runnable(rq);
8725                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8726
8727                 nr_running = rq->nr_running;
8728                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8729
8730                 if (nr_running > 1)
8731                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8732
8733                 if (cpu_overutilized(i))
8734                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8735
8736 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8737                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8738                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8739 #endif
8740                 /*
8741                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8742                  */
8743                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
8744                         sgs->idle_cpus++;
8745                         /* Idle cpu can't have misfit task */
8746                         continue;
8747                 }
8748
8749                 if (local_group)
8750                         continue;
8751
8752                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
8753                         /* Check for a misfit task on the cpu */
8754                         if (sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8755                                 sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8756                                 *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8757                         }
8758                 } else if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8759                            sched_reduced_capacity(rq, env->sd)) {
8760                         /* Check for a task running on a CPU with reduced capacity */
8761                         if (sgs->group_misfit_task_load < load)
8762                                 sgs->group_misfit_task_load = load;
8763                 }
8764         }
8765
8766         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8767
8768         sgs->group_weight = group->group_weight;
8769
8770         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
8771         if (!local_group && env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING &&
8772             env->idle != CPU_NOT_IDLE && sgs->sum_h_nr_running &&
8773             sched_asym(env, sds, sgs, group)) {
8774                 sgs->group_asym_packing = 1;
8775         }
8776
8777         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
8778
8779         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
8780         if (sgs->group_type == group_overloaded)
8781                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8782                                 sgs->group_capacity;
8783 }
8784
8785 /**
8786  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8787  * @env: The load balancing environment.
8788  * @sds: sched_domain statistics
8789  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8790  * @sgs: sched_group statistics
8791  *
8792  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8793  * busiest group.
8794  *
8795  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8796  * busiest group. %false otherwise.
8797  */
8798 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8799                                    struct sd_lb_stats *sds,
8800                                    struct sched_group *sg,
8801                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8802 {
8803         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8804
8805         /* Make sure that there is at least one task to pull */
8806         if (!sgs->sum_h_nr_running)
8807                 return false;
8808
8809         /*
8810          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8811          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8812          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8813          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8814          */
8815         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
8816             (sgs->group_type == group_misfit_task) &&
8817             (!capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), sg->sgc->max_capacity) ||
8818              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
8819                 return false;
8820
8821         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8822                 return true;
8823
8824         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8825                 return false;
8826
8827         /*
8828          * The candidate and the current busiest group are the same type of
8829          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
8830          */
8831
8832         switch (sgs->group_type) {
8833         case group_overloaded:
8834                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
8835                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8836                         return false;
8837                 break;
8838
8839         case group_imbalanced:
8840                 /*
8841                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
8842                  * choose one more than another.
8843                  */
8844                 return false;
8845
8846         case group_asym_packing:
8847                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8848                 if (sched_asym_prefer(sg->asym_prefer_cpu, sds->busiest->asym_prefer_cpu))
8849                         return false;
8850                 break;
8851
8852         case group_misfit_task:
8853                 /*
8854                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
8855                  * misfit.
8856                  */
8857                 if (sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8858                         return false;
8859                 break;
8860
8861         case group_fully_busy:
8862                 /*
8863                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
8864                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
8865                  * group because tasks have all compute capacity that they need
8866                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
8867                  * contention when accessing shared HW resources.
8868                  *
8869                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
8870                  * select the 1st one.
8871                  */
8872                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8873                         return false;
8874                 break;
8875
8876         case group_has_spare:
8877                 /*
8878                  * Select not overloaded group with lowest number of idle cpus
8879                  * and highest number of running tasks. We could also compare
8880                  * the spare capacity which is more stable but it can end up
8881                  * that the group has less spare capacity but finally more idle
8882                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
8883                  */
8884                 if (sgs->idle_cpus > busiest->idle_cpus)
8885                         return false;
8886                 else if ((sgs->idle_cpus == busiest->idle_cpus) &&
8887                          (sgs->sum_nr_running <= busiest->sum_nr_running))
8888                         return false;
8889
8890                 break;
8891         }
8892
8893         /*
8894          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
8895          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
8896          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
8897          * considered.
8898          */
8899         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
8900             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
8901             (capacity_greater(sg->sgc->min_capacity, capacity_of(env->dst_cpu))))
8902                 return false;
8903
8904         return true;
8905 }
8906
8907 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8908 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8909 {
8910         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8911                 return regular;
8912         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8913                 return remote;
8914         return all;
8915 }
8916
8917 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8918 {
8919         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8920                 return regular;
8921         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8922                 return remote;
8923         return all;
8924 }
8925 #else
8926 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8927 {
8928         return all;
8929 }
8930
8931 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8932 {
8933         return regular;
8934 }
8935 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8936
8937
8938 struct sg_lb_stats;
8939
8940 /*
8941  * task_running_on_cpu - return 1 if @p is running on @cpu.
8942  */
8943
8944 static unsigned int task_running_on_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
8945 {
8946         /* Task has no contribution or is new */
8947         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
8948                 return 0;
8949
8950         if (task_on_rq_queued(p))
8951                 return 1;
8952
8953         return 0;
8954 }
8955
8956 /**
8957  * idle_cpu_without - would a given CPU be idle without p ?
8958  * @cpu: the processor on which idleness is tested.
8959  * @p: task which should be ignored.
8960  *
8961  * Return: 1 if the CPU would be idle. 0 otherwise.
8962  */
8963 static int idle_cpu_without(int cpu, struct task_struct *p)
8964 {
8965         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8966
8967         if (rq->curr != rq->idle && rq->curr != p)
8968                 return 0;
8969
8970         /*
8971          * rq->nr_running can't be used but an updated version without the
8972          * impact of p on cpu must be used instead. The updated nr_running
8973          * be computed and tested before calling idle_cpu_without().
8974          */
8975
8976 #ifdef CONFIG_SMP
8977         if (rq->ttwu_pending)
8978                 return 0;
8979 #endif
8980
8981         return 1;
8982 }
8983
8984 /*
8985  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
8986  * @sd: The sched_domain level to look for idlest group.
8987  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8988  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8989  * @p: The task for which we look for the idlest group/CPU.
8990  */
8991 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
8992                                           struct sched_group *group,
8993                                           struct sg_lb_stats *sgs,
8994                                           struct task_struct *p)
8995 {
8996         int i, nr_running;
8997
8998         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8999
9000         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
9001                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9002                 unsigned int local;
9003
9004                 sgs->group_load += cpu_load_without(rq, p);
9005                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
9006                 sgs->group_runnable += cpu_runnable_without(rq, p);
9007                 local = task_running_on_cpu(i, p);
9008                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running - local;
9009
9010                 nr_running = rq->nr_running - local;
9011                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
9012
9013                 /*
9014                  * No need to call idle_cpu_without() if nr_running is not 0
9015                  */
9016                 if (!nr_running && idle_cpu_without(i, p))
9017                         sgs->idle_cpus++;
9018
9019         }
9020
9021         /* Check if task fits in the group */
9022         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
9023             !task_fits_capacity(p, group->sgc->max_capacity)) {
9024                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
9025         }
9026
9027         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
9028
9029         sgs->group_weight = group->group_weight;
9030
9031         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
9032
9033         /*
9034          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
9035          * overloaded
9036          */
9037         if (sgs->group_type == group_fully_busy ||
9038                 sgs->group_type == group_overloaded)
9039                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9040                                 sgs->group_capacity;
9041 }
9042
9043 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
9044                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
9045                                struct sched_group *group,
9046                                struct sg_lb_stats *sgs)
9047 {
9048         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
9049                 return true;
9050
9051         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
9052                 return false;
9053
9054         /*
9055          * The candidate and the current idlest group are the same type of
9056          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
9057          */
9058
9059         switch (sgs->group_type) {
9060         case group_overloaded:
9061         case group_fully_busy:
9062                 /* Select the group with lowest avg_load. */
9063                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
9064                         return false;
9065                 break;
9066
9067         case group_imbalanced:
9068         case group_asym_packing:
9069                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
9070                 return false;
9071
9072         case group_misfit_task:
9073                 /* Select group with the highest max capacity */
9074                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
9075                         return false;
9076                 break;
9077
9078         case group_has_spare:
9079                 /* Select group with most idle CPUs */
9080                 if (idlest_sgs->idle_cpus > sgs->idle_cpus)
9081                         return false;
9082
9083                 /* Select group with lowest group_util */
9084                 if (idlest_sgs->idle_cpus == sgs->idle_cpus &&
9085                         idlest_sgs->group_util <= sgs->group_util)
9086                         return false;
9087
9088                 break;
9089         }
9090
9091         return true;
9092 }
9093
9094 /*
9095  * Allow a NUMA imbalance if busy CPUs is less than 25% of the domain.
9096  * This is an approximation as the number of running tasks may not be
9097  * related to the number of busy CPUs due to sched_setaffinity.
9098  */
9099 static inline bool allow_numa_imbalance(int running, int imb_numa_nr)
9100 {
9101         return running <= imb_numa_nr;
9102 }
9103
9104 /*
9105  * find_idlest_group() finds and returns the least busy CPU group within the
9106  * domain.
9107  *
9108  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
9109  */
9110 static struct sched_group *
9111 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
9112 {
9113         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
9114         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
9115         struct sg_lb_stats *sgs;
9116         unsigned long imbalance;
9117         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
9118                         .avg_load = UINT_MAX,
9119                         .group_type = group_overloaded,
9120         };
9121
9122         do {
9123                 int local_group;
9124
9125                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
9126                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
9127                                         p->cpus_ptr))
9128                         continue;
9129
9130                 /* Skip over this group if no cookie matched */
9131                 if (!sched_group_cookie_match(cpu_rq(this_cpu), p, group))
9132                         continue;
9133
9134                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
9135                                                sched_group_span(group));
9136
9137                 if (local_group) {
9138                         sgs = &local_sgs;
9139                         local = group;
9140                 } else {
9141                         sgs = &tmp_sgs;
9142                 }
9143
9144                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
9145
9146                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
9147                         idlest = group;
9148                         idlest_sgs = *sgs;
9149                 }
9150
9151         } while (group = group->next, group != sd->groups);
9152
9153
9154         /* There is no idlest group to push tasks to */
9155         if (!idlest)
9156                 return NULL;
9157
9158         /* The local group has been skipped because of CPU affinity */
9159         if (!local)
9160                 return idlest;
9161
9162         /*
9163          * If the local group is idler than the selected idlest group
9164          * don't try and push the task.
9165          */
9166         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
9167                 return NULL;
9168
9169         /*
9170          * If the local group is busier than the selected idlest group
9171          * try and push the task.
9172          */
9173         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
9174                 return idlest;
9175
9176         switch (local_sgs.group_type) {
9177         case group_overloaded:
9178         case group_fully_busy:
9179
9180                 /* Calculate allowed imbalance based on load */
9181                 imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
9182                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
9183
9184                 /*
9185                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
9186                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
9187                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
9188                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
9189                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
9190                  * and consider staying local.
9191                  */
9192
9193                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
9194                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
9195                         return NULL;
9196
9197                 /*
9198                  * If the local group is less loaded than the selected
9199                  * idlest group don't try and push any tasks.
9200                  */
9201                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
9202                         return NULL;
9203
9204                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
9205                         return NULL;
9206                 break;
9207
9208         case group_imbalanced:
9209         case group_asym_packing:
9210                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
9211                 return NULL;
9212
9213         case group_misfit_task:
9214                 /* Select group with the highest max capacity */
9215                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
9216                         return NULL;
9217                 break;
9218
9219         case group_has_spare:
9220                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
9221 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9222                         int idlest_cpu;
9223                         /*
9224                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
9225                          * the preferred node
9226                          */
9227                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
9228                                 return NULL;
9229
9230                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
9231                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
9232                                 return idlest;
9233 #endif
9234                         /*
9235                          * Otherwise, keep the task close to the wakeup source
9236                          * and improve locality if the number of running tasks
9237                          * would remain below threshold where an imbalance is
9238                          * allowed. If there is a real need of migration,
9239                          * periodic load balance will take care of it.
9240                          */
9241                         if (allow_numa_imbalance(local_sgs.sum_nr_running + 1, sd->imb_numa_nr))
9242                                 return NULL;
9243                 }
9244
9245                 /*
9246                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
9247                  * compare the utilization which is more stable but it can end
9248                  * up that the group has less spare capacity but finally more
9249                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
9250                  */
9251                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
9252                         return NULL;
9253                 break;
9254         }
9255
9256         return idlest;
9257 }
9258
9259 static void update_idle_cpu_scan(struct lb_env *env,
9260                                  unsigned long sum_util)
9261 {
9262         struct sched_domain_shared *sd_share;
9263         int llc_weight, pct;
9264         u64 x, y, tmp;
9265         /*
9266          * Update the number of CPUs to scan in LLC domain, which could
9267          * be used as a hint in select_idle_cpu(). The update of sd_share
9268          * could be expensive because it is within a shared cache line.
9269          * So the write of this hint only occurs during periodic load
9270          * balancing, rather than CPU_NEWLY_IDLE, because the latter
9271          * can fire way more frequently than the former.
9272          */
9273         if (!sched_feat(SIS_UTIL) || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9274                 return;
9275
9276         llc_weight = per_cpu(sd_llc_size, env->dst_cpu);
9277         if (env->sd->span_weight != llc_weight)
9278                 return;
9279
9280         sd_share = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, env->dst_cpu));
9281         if (!sd_share)
9282                 return;
9283
9284         /*
9285          * The number of CPUs to search drops as sum_util increases, when
9286          * sum_util hits 85% or above, the scan stops.
9287          * The reason to choose 85% as the threshold is because this is the
9288          * imbalance_pct(117) when a LLC sched group is overloaded.
9289          *
9290          * let y = SCHED_CAPACITY_SCALE - p * x^2                       [1]
9291          * and y'= y / SCHED_CAPACITY_SCALE
9292          *
9293          * x is the ratio of sum_util compared to the CPU capacity:
9294          * x = sum_util / (llc_weight * SCHED_CAPACITY_SCALE)
9295          * y' is the ratio of CPUs to be scanned in the LLC domain,
9296          * and the number of CPUs to scan is calculated by:
9297          *
9298          * nr_scan = llc_weight * y'                                    [2]
9299          *
9300          * When x hits the threshold of overloaded, AKA, when
9301          * x = 100 / pct, y drops to 0. According to [1],
9302          * p should be SCHED_CAPACITY_SCALE * pct^2 / 10000
9303          *
9304          * Scale x by SCHED_CAPACITY_SCALE:
9305          * x' = sum_util / llc_weight;                                  [3]
9306          *
9307          * and finally [1] becomes:
9308          * y = SCHED_CAPACITY_SCALE -
9309          *     x'^2 * pct^2 / (10000 * SCHED_CAPACITY_SCALE)            [4]
9310          *
9311          */
9312         /* equation [3] */
9313         x = sum_util;
9314         do_div(x, llc_weight);
9315
9316         /* equation [4] */
9317         pct = env->sd->imbalance_pct;
9318         tmp = x * x * pct * pct;
9319         do_div(tmp, 10000 * SCHED_CAPACITY_SCALE);
9320         tmp = min_t(long, tmp, SCHED_CAPACITY_SCALE);
9321         y = SCHED_CAPACITY_SCALE - tmp;
9322
9323         /* equation [2] */
9324         y *= llc_weight;
9325         do_div(y, SCHED_CAPACITY_SCALE);
9326         if ((int)y != sd_share->nr_idle_scan)
9327                 WRITE_ONCE(sd_share->nr_idle_scan, (int)y);
9328 }
9329
9330 /**
9331  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
9332  * @env: The load balancing environment.
9333  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
9334  */
9335
9336 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9337 {
9338         struct sched_domain *child = env->sd->child;
9339         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9340         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
9341         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
9342         unsigned long sum_util = 0;
9343         int sg_status = 0;
9344
9345         do {
9346                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
9347                 int local_group;
9348
9349                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
9350                 if (local_group) {
9351                         sds->local = sg;
9352                         sgs = local;
9353
9354                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
9355                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
9356                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
9357                 }
9358
9359                 update_sg_lb_stats(env, sds, sg, sgs, &sg_status);
9360
9361                 if (local_group)
9362                         goto next_group;
9363
9364
9365                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
9366                         sds->busiest = sg;
9367                         sds->busiest_stat = *sgs;
9368                 }
9369
9370 next_group:
9371                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
9372                 sds->total_load += sgs->group_load;
9373                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
9374
9375                 sum_util += sgs->group_util;
9376                 sg = sg->next;
9377         } while (sg != env->sd->groups);
9378
9379         /* Tag domain that child domain prefers tasks go to siblings first */
9380         sds->prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
9381
9382
9383         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
9384                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
9385
9386         if (!env->sd->parent) {
9387                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9388
9389                 /* update overload indicator if we are at root domain */
9390                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
9391
9392                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
9393                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9394                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9395         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
9396                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9397
9398                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
9399                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
9400         }
9401
9402         update_idle_cpu_scan(env, sum_util);
9403 }
9404
9405 #define NUMA_IMBALANCE_MIN 2
9406
9407 static inline long adjust_numa_imbalance(int imbalance,
9408                                 int dst_running, int imb_numa_nr)
9409 {
9410         if (!allow_numa_imbalance(dst_running, imb_numa_nr))
9411                 return imbalance;
9412
9413         /*
9414          * Allow a small imbalance based on a simple pair of communicating
9415          * tasks that remain local when the destination is lightly loaded.
9416          */
9417         if (imbalance <= NUMA_IMBALANCE_MIN)
9418                 return 0;
9419
9420         return imbalance;
9421 }
9422
9423 /**
9424  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
9425  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
9426  * @env: load balance environment
9427  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
9428  */
9429 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9430 {
9431         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9432
9433         local = &sds->local_stat;
9434         busiest = &sds->busiest_stat;
9435
9436         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
9437                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
9438                         /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
9439                         env->migration_type = migrate_misfit;
9440                         env->imbalance = 1;
9441                 } else {
9442                         /*
9443                          * Set load imbalance to allow moving task from cpu
9444                          * with reduced capacity.
9445                          */
9446                         env->migration_type = migrate_load;
9447                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task_load;
9448                 }
9449                 return;
9450         }
9451
9452         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
9453                 /*
9454                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
9455                  * the preferred CPU.
9456                  */
9457                 env->migration_type = migrate_task;
9458                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
9459                 return;
9460         }
9461
9462         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
9463                 /*
9464                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
9465                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
9466                  * the imbalance. The next load balance will take care of
9467                  * balancing back the system.
9468                  */
9469                 env->migration_type = migrate_task;
9470                 env->imbalance = 1;
9471                 return;
9472         }
9473
9474         /*
9475          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
9476          * emptying busiest.
9477          */
9478         if (local->group_type == group_has_spare) {
9479                 if ((busiest->group_type > group_fully_busy) &&
9480                     !(env->sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
9481                         /*
9482                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
9483                          * capacity. This might end up creating spare capacity
9484                          * in busiest or busiest still being overloaded but
9485                          * there is no simple way to directly compute the
9486                          * amount of load to migrate in order to balance the
9487                          * system.
9488                          */
9489                         env->migration_type = migrate_util;
9490                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
9491                                          local->group_util;
9492
9493                         /*
9494                          * In some cases, the group's utilization is max or even
9495                          * higher than capacity because of migrations but the
9496                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
9497                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
9498                          * try to pull it.
9499                          */
9500                         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->imbalance == 0) {
9501                                 env->migration_type = migrate_task;
9502                                 env->imbalance = 1;
9503                         }
9504
9505                         return;
9506                 }
9507
9508                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
9509                         unsigned int nr_diff = busiest->sum_nr_running;
9510                         /*
9511                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
9512                          * groups.
9513                          */
9514                         env->migration_type = migrate_task;
9515                         lsub_positive(&nr_diff, local->sum_nr_running);
9516                         env->imbalance = nr_diff >> 1;
9517                 } else {
9518
9519                         /*
9520                          * If there is no overload, we just want to even the number of
9521                          * idle cpus.
9522                          */
9523                         env->migration_type = migrate_task;
9524                         env->imbalance = max_t(long, 0, (local->idle_cpus -
9525                                                  busiest->idle_cpus) >> 1);
9526                 }
9527
9528                 /* Consider allowing a small imbalance between NUMA groups */
9529                 if (env->sd->flags & SD_NUMA) {
9530                         env->imbalance = adjust_numa_imbalance(env->imbalance,
9531                                 local->sum_nr_running + 1, env->sd->imb_numa_nr);
9532                 }
9533
9534                 return;
9535         }
9536
9537         /*
9538          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
9539          * busiest group
9540          */
9541         if (local->group_type < group_overloaded) {
9542                 /*
9543                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
9544                  * finally needed.
9545                  */
9546
9547                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9548                                   local->group_capacity;
9549
9550                 /*
9551                  * If the local group is more loaded than the selected
9552                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9553                  */
9554                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load) {
9555                         env->imbalance = 0;
9556                         return;
9557                 }
9558
9559                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9560                                 sds->total_capacity;
9561         }
9562
9563         /*
9564          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
9565          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
9566          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
9567          * below the average load. At the same time, we also don't want to
9568          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
9569          * the minimum possible imbalance.
9570          */
9571         env->migration_type = migrate_load;
9572         env->imbalance = min(
9573                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
9574                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
9575         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
9576 }
9577
9578 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
9579
9580 /*
9581  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
9582  *
9583  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
9584  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
9585  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
9586  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  N/A        N/A
9587  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
9588  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
9589  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
9590  *
9591  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
9592  *            statistics.
9593  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
9594  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
9595  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
9596  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
9597  *            different in groups.
9598  */
9599
9600 /**
9601  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
9602  * if there is an imbalance.
9603  * @env: The load balancing environment.
9604  *
9605  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
9606  * to restore balance.
9607  *
9608  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
9609  */
9610 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
9611 {
9612         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9613         struct sd_lb_stats sds;
9614
9615         init_sd_lb_stats(&sds);
9616
9617         /*
9618          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
9619          * this level.
9620          */
9621         update_sd_lb_stats(env, &sds);
9622
9623         if (sched_energy_enabled()) {
9624                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9625
9626                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
9627                         goto out_balanced;
9628         }
9629
9630         local = &sds.local_stat;
9631         busiest = &sds.busiest_stat;
9632
9633         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
9634         if (!sds.busiest)
9635                 goto out_balanced;
9636
9637         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
9638         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
9639                 goto force_balance;
9640
9641         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
9642         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
9643                 goto force_balance;
9644
9645         /*
9646          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
9647          * work because they assume all things are equal, which typically
9648          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
9649          */
9650         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
9651                 goto force_balance;
9652
9653         /*
9654          * If the local group is busier than the selected busiest group
9655          * don't try and pull any tasks.
9656          */
9657         if (local->group_type > busiest->group_type)
9658                 goto out_balanced;
9659
9660         /*
9661          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
9662          * between tasks.
9663          */
9664         if (local->group_type == group_overloaded) {
9665                 /*
9666                  * If the local group is more loaded than the selected
9667                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9668                  */
9669                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
9670                         goto out_balanced;
9671
9672                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
9673                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9674                                 sds.total_capacity;
9675
9676                 /*
9677                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
9678                  * domain average load.
9679                  */
9680                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
9681                         goto out_balanced;
9682
9683                 /*
9684                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
9685                  * conservative.
9686                  */
9687                 if (100 * busiest->avg_load <=
9688                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
9689                         goto out_balanced;
9690         }
9691
9692         /* Try to move all excess tasks to child's sibling domain */
9693         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
9694             busiest->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)
9695                 goto force_balance;
9696
9697         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
9698                 if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
9699                         /*
9700                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
9701                          * result the local one too) but this CPU is already
9702                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
9703                          */
9704                         goto out_balanced;
9705
9706                 if (busiest->group_weight > 1 &&
9707                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1))
9708                         /*
9709                          * If the busiest group is not overloaded
9710                          * and there is no imbalance between this and busiest
9711                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
9712                          * becomes significant if the diff is greater than 1
9713                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
9714                          * on another group. Of course this applies only if
9715                          * there is more than 1 CPU per group.
9716                          */
9717                         goto out_balanced;
9718
9719                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1)
9720                         /*
9721                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
9722                          */
9723                         goto out_balanced;
9724         }
9725
9726 force_balance:
9727         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
9728         calculate_imbalance(env, &sds);
9729         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
9730
9731 out_balanced:
9732         env->imbalance = 0;
9733         return NULL;
9734 }
9735
9736 /*
9737  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
9738  */
9739 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
9740                                      struct sched_group *group)
9741 {
9742         struct rq *busiest = NULL, *rq;
9743         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
9744         unsigned int busiest_nr = 0;
9745         int i;
9746
9747         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
9748                 unsigned long capacity, load, util;
9749                 unsigned int nr_running;
9750                 enum fbq_type rt;
9751
9752                 rq = cpu_rq(i);
9753                 rt = fbq_classify_rq(rq);
9754
9755                 /*
9756                  * We classify groups/runqueues into three groups:
9757                  *  - regular: there are !numa tasks
9758                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
9759                  *  - all:     there is no distinction
9760                  *
9761                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
9762                  * ignore those when there's better options.
9763                  *
9764                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
9765                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
9766                  * queue by moving tasks around inside the node.
9767                  *
9768                  * If we cannot move enough load due to this classification
9769                  * the next pass will adjust the group classification and
9770                  * allow migration of more tasks.
9771                  *
9772                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
9773                  */
9774                 if (rt > env->fbq_type)
9775                         continue;
9776
9777                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
9778                 if (!nr_running)
9779                         continue;
9780
9781                 capacity = capacity_of(i);
9782
9783                 /*
9784                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
9785                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
9786                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
9787                  * average load.
9788                  */
9789                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
9790                     !capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), capacity) &&
9791                     nr_running == 1)
9792                         continue;
9793
9794                 /* Make sure we only pull tasks from a CPU of lower priority */
9795                 if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
9796                     sched_asym_prefer(i, env->dst_cpu) &&
9797                     nr_running == 1)
9798                         continue;
9799
9800                 switch (env->migration_type) {
9801                 case migrate_load:
9802                         /*
9803                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
9804                          * which is not scaled with the CPU capacity.
9805                          */
9806                         load = cpu_load(rq);
9807
9808                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
9809                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
9810                                 break;
9811
9812                         /*
9813                          * For the load comparisons with the other CPUs,
9814                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
9815                          * capacity, so that the load can be moved away
9816                          * from the CPU that is potentially running at a
9817                          * lower capacity.
9818                          *
9819                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
9820                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
9821                          * division works out to:
9822                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
9823                          * where j is our previous maximum.
9824                          */
9825                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
9826                                 busiest_load = load;
9827                                 busiest_capacity = capacity;
9828                                 busiest = rq;
9829                         }
9830                         break;
9831
9832                 case migrate_util:
9833                         util = cpu_util_cfs(i);
9834
9835                         /*
9836                          * Don't try to pull utilization from a CPU with one
9837                          * running task. Whatever its utilization, we will fail
9838                          * detach the task.
9839                          */
9840                         if (nr_running <= 1)
9841                                 continue;
9842
9843                         if (busiest_util < util) {
9844                                 busiest_util = util;
9845                                 busiest = rq;
9846                         }
9847                         break;
9848
9849                 case migrate_task:
9850                         if (busiest_nr < nr_running) {
9851                                 busiest_nr = nr_running;
9852                                 busiest = rq;
9853                         }
9854                         break;
9855
9856                 case migrate_misfit:
9857                         /*
9858                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
9859                          * simply seek the "biggest" misfit task.
9860                          */
9861                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
9862                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
9863                                 busiest = rq;
9864                         }
9865
9866                         break;
9867
9868                 }
9869         }
9870
9871         return busiest;
9872 }
9873
9874 /*
9875  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
9876  * so long as it is large enough.
9877  */
9878 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
9879
9880 static inline bool
9881 asym_active_balance(struct lb_env *env)
9882 {
9883         /*
9884          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
9885          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
9886          * highest priority CPUs.
9887          */
9888         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
9889                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
9890 }
9891
9892 static inline bool
9893 imbalanced_active_balance(struct lb_env *env)
9894 {
9895         struct sched_domain *sd = env->sd;
9896
9897         /*
9898          * The imbalanced case includes the case of pinned tasks preventing a fair
9899          * distribution of the load on the system but also the even distribution of the
9900          * threads on a system with spare capacity
9901          */
9902         if ((env->migration_type == migrate_task) &&
9903             (sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2))
9904                 return 1;
9905
9906         return 0;
9907 }
9908
9909 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
9910 {
9911         struct sched_domain *sd = env->sd;
9912
9913         if (asym_active_balance(env))
9914                 return 1;
9915
9916         if (imbalanced_active_balance(env))
9917                 return 1;
9918
9919         /*
9920          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
9921          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
9922          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
9923          * available on dst_cpu.
9924          */
9925         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
9926             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
9927                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
9928                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
9929                         return 1;
9930         }
9931
9932         if (env->migration_type == migrate_misfit)
9933                 return 1;
9934
9935         return 0;
9936 }
9937
9938 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
9939
9940 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
9941 {
9942         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9943         int cpu;
9944
9945         /*
9946          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
9947          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
9948          */
9949         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
9950                 return 0;
9951
9952         /*
9953          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
9954          * to do the newly idle load balance.
9955          */
9956         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9957                 return 1;
9958
9959         /* Try to find first idle CPU */
9960         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
9961                 if (!idle_cpu(cpu))
9962                         continue;
9963
9964                 /* Are we the first idle CPU? */
9965                 return cpu == env->dst_cpu;
9966         }
9967
9968         /* Are we the first CPU of this group ? */
9969         return group_balance_cpu(sg) == env->dst_cpu;
9970 }
9971
9972 /*
9973  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
9974  * tasks if there is an imbalance.
9975  */
9976 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
9977                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
9978                         int *continue_balancing)
9979 {
9980         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
9981         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
9982         struct sched_group *group;
9983         struct rq *busiest;
9984         struct rq_flags rf;
9985         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
9986
9987         struct lb_env env = {
9988                 .sd             = sd,
9989                 .dst_cpu        = this_cpu,
9990                 .dst_rq         = this_rq,
9991                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
9992                 .idle           = idle,
9993                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
9994                 .cpus           = cpus,
9995                 .fbq_type       = all,
9996                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
9997         };
9998
9999         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
10000
10001         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
10002
10003 redo:
10004         if (!should_we_balance(&env)) {
10005                 *continue_balancing = 0;
10006                 goto out_balanced;
10007         }
10008
10009         group = find_busiest_group(&env);
10010         if (!group) {
10011                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
10012                 goto out_balanced;
10013         }
10014
10015         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
10016         if (!busiest) {
10017                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
10018                 goto out_balanced;
10019         }
10020
10021         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
10022
10023         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
10024
10025         env.src_cpu = busiest->cpu;
10026         env.src_rq = busiest;
10027
10028         ld_moved = 0;
10029         /* Clear this flag as soon as we find a pullable task */
10030         env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
10031         if (busiest->nr_running > 1) {
10032                 /*
10033                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
10034                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
10035                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
10036                  * correctly treated as an imbalance.
10037                  */
10038                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
10039
10040 more_balance:
10041                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
10042                 update_rq_clock(busiest);
10043
10044                 /*
10045                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
10046                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
10047                  */
10048                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
10049
10050                 /*
10051                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
10052                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
10053                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
10054                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
10055                  * See task_rq_lock() family for the details.
10056                  */
10057
10058                 rq_unlock(busiest, &rf);
10059
10060                 if (cur_ld_moved) {
10061                         attach_tasks(&env);
10062                         ld_moved += cur_ld_moved;
10063                 }
10064
10065                 local_irq_restore(rf.flags);
10066
10067                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
10068                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
10069                         goto more_balance;
10070                 }
10071
10072                 /*
10073                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
10074                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
10075                  * where they can run. The upper limit on how many times we
10076                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
10077                  * sched_group.
10078                  *
10079                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
10080                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
10081                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
10082                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
10083                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
10084                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
10085                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
10086                  * given_cpu) causing excess load to be moved to given_cpu.
10087                  * This however should not happen so much in practice and
10088                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
10089                  * excess load moved.
10090                  */
10091                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
10092
10093                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
10094                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
10095
10096                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
10097                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
10098                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
10099                         env.loop         = 0;
10100                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
10101
10102                         /*
10103                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
10104                          * need to continue with same src_cpu.
10105                          */
10106                         goto more_balance;
10107                 }
10108
10109                 /*
10110                  * We failed to reach balance because of affinity.
10111                  */
10112                 if (sd_parent) {
10113                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
10114
10115                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
10116                                 *group_imbalance = 1;
10117                 }
10118
10119                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
10120                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
10121                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
10122                         /*
10123                          * Attempting to continue load balancing at the current
10124                          * sched_domain level only makes sense if there are
10125                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
10126                          * pull load from which are not contained within the
10127                          * destination group that is receiving any migrated
10128                          * load.
10129                          */
10130                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
10131                                 env.loop = 0;
10132                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
10133                                 goto redo;
10134                         }
10135                         goto out_all_pinned;
10136                 }
10137         }
10138
10139         if (!ld_moved) {
10140                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
10141                 /*
10142                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
10143                  * We do not want newidle balance, which can be very
10144                  * frequent, pollute the failure counter causing
10145                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
10146                  */
10147                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
10148                         sd->nr_balance_failed++;
10149
10150                 if (need_active_balance(&env)) {
10151                         unsigned long flags;
10152
10153                         raw_spin_rq_lock_irqsave(busiest, flags);
10154
10155                         /*
10156                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
10157                          * if the curr task on busiest CPU can't be
10158                          * moved to this_cpu:
10159                          */
10160                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
10161                                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
10162                                 goto out_one_pinned;
10163                         }
10164
10165                         /* Record that we found at least one task that could run on this_cpu */
10166                         env.flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
10167
10168                         /*
10169                          * ->active_balance synchronizes accesses to
10170                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
10171                          * only after active load balance is finished.
10172                          */
10173                         if (!busiest->active_balance) {
10174                                 busiest->active_balance = 1;
10175                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
10176                                 active_balance = 1;
10177                         }
10178                         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
10179
10180                         if (active_balance) {
10181                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
10182                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
10183                                         &busiest->active_balance_work);
10184                         }
10185                 }
10186         } else {
10187                 sd->nr_balance_failed = 0;
10188         }
10189
10190         if (likely(!active_balance) || need_active_balance(&env)) {
10191                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
10192                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
10193         }
10194
10195         goto out;
10196
10197 out_balanced:
10198         /*
10199          * We reach balance although we may have faced some affinity
10200          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
10201          * a chance to move and fix the imbalance.
10202          */
10203         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
10204                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
10205
10206                 if (*group_imbalance)
10207                         *group_imbalance = 0;
10208         }
10209
10210 out_all_pinned:
10211         /*
10212          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
10213          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
10214          * can try to migrate them.
10215          */
10216         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
10217
10218         sd->nr_balance_failed = 0;
10219
10220 out_one_pinned:
10221         ld_moved = 0;
10222
10223         /*
10224          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
10225          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
10226          * skyrocketing in a short amount of time. Skip the balance_interval
10227          * increase logic to avoid that.
10228          */
10229         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
10230                 goto out;
10231
10232         /* tune up the balancing interval */
10233         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
10234              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
10235             sd->balance_interval < sd->max_interval)
10236                 sd->balance_interval *= 2;
10237 out:
10238         return ld_moved;
10239 }
10240
10241 static inline unsigned long
10242 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
10243 {
10244         unsigned long interval = sd->balance_interval;
10245
10246         if (cpu_busy)
10247                 interval *= sd->busy_factor;
10248
10249         /* scale ms to jiffies */
10250         interval = msecs_to_jiffies(interval);
10251
10252         /*
10253          * Reduce likelihood of busy balancing at higher domains racing with
10254          * balancing at lower domains by preventing their balancing periods
10255          * from being multiples of each other.
10256          */
10257         if (cpu_busy)
10258                 interval -= 1;
10259
10260         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
10261
10262         return interval;
10263 }
10264
10265 static inline void
10266 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
10267 {
10268         unsigned long interval, next;
10269
10270         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
10271         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
10272         next = sd->last_balance + interval;
10273
10274         if (time_after(*next_balance, next))
10275                 *next_balance = next;
10276 }
10277
10278 /*
10279  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
10280  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
10281  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
10282  * avoids physical / logical imbalances.
10283  */
10284 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
10285 {
10286         struct rq *busiest_rq = data;
10287         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
10288         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
10289         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
10290         struct sched_domain *sd;
10291         struct task_struct *p = NULL;
10292         struct rq_flags rf;
10293
10294         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
10295         /*
10296          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
10297          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
10298          * inactive CPUs.
10299          */
10300         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
10301                 goto out_unlock;
10302
10303         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
10304         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
10305                      !busiest_rq->active_balance))
10306                 goto out_unlock;
10307
10308         /* Is there any task to move? */
10309         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
10310                 goto out_unlock;
10311
10312         /*
10313          * This condition is "impossible", if it occurs
10314          * we need to fix it. Originally reported by
10315          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
10316          */
10317         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
10318
10319         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
10320         rcu_read_lock();
10321         for_each_domain(target_cpu, sd) {
10322                 if (cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
10323                         break;
10324         }
10325
10326         if (likely(sd)) {
10327                 struct lb_env env = {
10328                         .sd             = sd,
10329                         .dst_cpu        = target_cpu,
10330                         .dst_rq         = target_rq,
10331                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
10332                         .src_rq         = busiest_rq,
10333                         .idle           = CPU_IDLE,
10334                         .flags          = LBF_ACTIVE_LB,
10335                 };
10336
10337                 schedstat_inc(sd->alb_count);
10338                 update_rq_clock(busiest_rq);
10339
10340                 p = detach_one_task(&env);
10341                 if (p) {
10342                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
10343                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
10344                         sd->nr_balance_failed = 0;
10345                 } else {
10346                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
10347                 }
10348         }
10349         rcu_read_unlock();
10350 out_unlock:
10351         busiest_rq->active_balance = 0;
10352         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
10353
10354         if (p)
10355                 attach_one_task(target_rq, p);
10356
10357         local_irq_enable();
10358
10359         return 0;
10360 }
10361
10362 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
10363
10364 /*
10365  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
10366  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
10367  */
10368 void update_max_interval(void)
10369 {
10370         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
10371 }
10372
10373 static inline bool update_newidle_cost(struct sched_domain *sd, u64 cost)
10374 {
10375         if (cost > sd->max_newidle_lb_cost) {
10376                 /*
10377                  * Track max cost of a domain to make sure to not delay the
10378                  * next wakeup on the CPU.
10379                  */
10380                 sd->max_newidle_lb_cost = cost;
10381                 sd->last_decay_max_lb_cost = jiffies;
10382         } else if (time_after(jiffies, sd->last_decay_max_lb_cost + HZ)) {
10383                 /*
10384                  * Decay the newidle max times by ~1% per second to ensure that
10385                  * it is not outdated and the current max cost is actually
10386                  * shorter.
10387                  */
10388                 sd->max_newidle_lb_cost = (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
10389                 sd->last_decay_max_lb_cost = jiffies;
10390
10391                 return true;
10392         }
10393
10394         return false;
10395 }
10396
10397 /*
10398  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
10399  * and initiates a balancing operation if so.
10400  *
10401  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
10402  */
10403 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
10404 {
10405         int continue_balancing = 1;
10406         int cpu = rq->cpu;
10407         int busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10408         unsigned long interval;
10409         struct sched_domain *sd;
10410         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10411         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
10412         int update_next_balance = 0;
10413         int need_serialize, need_decay = 0;
10414         u64 max_cost = 0;
10415
10416         rcu_read_lock();
10417         for_each_domain(cpu, sd) {
10418                 /*
10419                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
10420                  * visit to all the domains.
10421                  */
10422                 need_decay = update_newidle_cost(sd, 0);
10423                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
10424
10425                 /*
10426                  * Stop the load balance at this level. There is another
10427                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
10428                  * actively.
10429                  */
10430                 if (!continue_balancing) {
10431                         if (need_decay)
10432                                 continue;
10433                         break;
10434                 }
10435
10436                 interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10437
10438                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
10439                 if (need_serialize) {
10440                         if (!spin_trylock(&balancing))
10441                                 goto out;
10442                 }
10443
10444                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
10445                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
10446                                 /*
10447                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
10448                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
10449                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
10450                                  */
10451                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10452                                 busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10453                         }
10454                         sd->last_balance = jiffies;
10455                         interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10456                 }
10457                 if (need_serialize)
10458                         spin_unlock(&balancing);
10459 out:
10460                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
10461                         next_balance = sd->last_balance + interval;
10462                         update_next_balance = 1;
10463                 }
10464         }
10465         if (need_decay) {
10466                 /*
10467                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
10468                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
10469                  */
10470                 rq->max_idle_balance_cost =
10471                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
10472         }
10473         rcu_read_unlock();
10474
10475         /*
10476          * next_balance will be updated only when there is a need.
10477          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
10478          * updated.
10479          */
10480         if (likely(update_next_balance))
10481                 rq->next_balance = next_balance;
10482
10483 }
10484
10485 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
10486 {
10487         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
10488 }
10489
10490 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10491 /*
10492  * idle load balancing details
10493  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
10494  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
10495  *   load balancing for all the idle CPUs.
10496  * - HK_TYPE_MISC CPUs are used for this task, because HK_TYPE_SCHED not set
10497  *   anywhere yet.
10498  */
10499
10500 static inline int find_new_ilb(void)
10501 {
10502         int ilb;
10503         const struct cpumask *hk_mask;
10504
10505         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_TYPE_MISC);
10506
10507         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask, hk_mask) {
10508
10509                 if (ilb == smp_processor_id())
10510                         continue;
10511
10512                 if (idle_cpu(ilb))
10513                         return ilb;
10514         }
10515
10516         return nr_cpu_ids;
10517 }
10518
10519 /*
10520  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
10521  * idle CPU in the HK_TYPE_MISC housekeeping set (if there is one).
10522  */
10523 static void kick_ilb(unsigned int flags)
10524 {
10525         int ilb_cpu;
10526
10527         /*
10528          * Increase nohz.next_balance only when if full ilb is triggered but
10529          * not if we only update stats.
10530          */
10531         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10532                 nohz.next_balance = jiffies+1;
10533
10534         ilb_cpu = find_new_ilb();
10535
10536         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
10537                 return;
10538
10539         /*
10540          * Access to rq::nohz_csd is serialized by NOHZ_KICK_MASK; he who sets
10541          * the first flag owns it; cleared by nohz_csd_func().
10542          */
10543         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
10544         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
10545                 return;
10546
10547         /*
10548          * This way we generate an IPI on the target CPU which
10549          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
10550          * will be run before returning from the IPI.
10551          */
10552         smp_call_function_single_async(ilb_cpu, &cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_csd);
10553 }
10554
10555 /*
10556  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
10557  * of idle CPUs in the system.
10558  */
10559 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
10560 {
10561         unsigned long now = jiffies;
10562         struct sched_domain_shared *sds;
10563         struct sched_domain *sd;
10564         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
10565         unsigned int flags = 0;
10566
10567         if (unlikely(rq->idle_balance))
10568                 return;
10569
10570         /*
10571          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
10572          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
10573          */
10574         nohz_balance_exit_idle(rq);
10575
10576         /*
10577          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
10578          * balancing.
10579          */
10580         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
10581                 return;
10582
10583         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
10584             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10585                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
10586
10587         if (time_before(now, nohz.next_balance))
10588                 goto out;
10589
10590         if (rq->nr_running >= 2) {
10591                 flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10592                 goto out;
10593         }
10594
10595         rcu_read_lock();
10596
10597         sd = rcu_dereference(rq->sd);
10598         if (sd) {
10599                 /*
10600                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
10601                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
10602                  * on.
10603                  */
10604                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
10605                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10606                         goto unlock;
10607                 }
10608         }
10609
10610         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
10611         if (sd) {
10612                 /*
10613                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
10614                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
10615                  * around.
10616                  */
10617                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
10618                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
10619                                 flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10620                                 goto unlock;
10621                         }
10622                 }
10623         }
10624
10625         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
10626         if (sd) {
10627                 /*
10628                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
10629                  * to run the misfit task on.
10630                  */
10631                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
10632                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10633                         goto unlock;
10634                 }
10635
10636                 /*
10637                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
10638                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
10639                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
10640                  *
10641                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
10642                  */
10643                 goto unlock;
10644         }
10645
10646         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
10647         if (sds) {
10648                 /*
10649                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
10650                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
10651                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
10652                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
10653                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
10654                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
10655                  * like this LLC domain has tasks we could move.
10656                  */
10657                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
10658                 if (nr_busy > 1) {
10659                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10660                         goto unlock;
10661                 }
10662         }
10663 unlock:
10664         rcu_read_unlock();
10665 out:
10666         if (READ_ONCE(nohz.needs_update))
10667                 flags |= NOHZ_NEXT_KICK;
10668
10669         if (flags)
10670                 kick_ilb(flags);
10671 }
10672
10673 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
10674 {
10675         struct sched_domain *sd;
10676
10677         rcu_read_lock();
10678         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10679
10680         if (!sd || !sd->nohz_idle)
10681                 goto unlock;
10682         sd->nohz_idle = 0;
10683
10684         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10685 unlock:
10686         rcu_read_unlock();
10687 }
10688
10689 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
10690 {
10691         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
10692
10693         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
10694                 return;
10695
10696         rq->nohz_tick_stopped = 0;
10697         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10698         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
10699
10700         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
10701 }
10702
10703 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
10704 {
10705         struct sched_domain *sd;
10706
10707         rcu_read_lock();
10708         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10709
10710         if (!sd || sd->nohz_idle)
10711                 goto unlock;
10712         sd->nohz_idle = 1;
10713
10714         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10715 unlock:
10716         rcu_read_unlock();
10717 }
10718
10719 /*
10720  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
10721  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
10722  */
10723 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
10724 {
10725         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10726
10727         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
10728
10729         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
10730         if (!cpu_active(cpu))
10731                 return;
10732
10733         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
10734         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_SCHED))
10735                 return;
10736
10737         /*
10738          * Can be set safely without rq->lock held
10739          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
10740          * rq->lock is held during the check and the clear
10741          */
10742         rq->has_blocked_load = 1;
10743
10744         /*
10745          * The tick is still stopped but load could have been added in the
10746          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
10747          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
10748          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
10749          */
10750         if (rq->nohz_tick_stopped)
10751                 goto out;
10752
10753         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
10754         if (on_null_domain(rq))
10755                 return;
10756
10757         rq->nohz_tick_stopped = 1;
10758
10759         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10760         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
10761
10762         /*
10763          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
10764          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
10765          * and @needs_update stores.
10766          */
10767         smp_mb__after_atomic();
10768
10769         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
10770
10771         WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 1);
10772 out:
10773         /*
10774          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
10775          * enable the periodic update of the load of idle cpus
10776          */
10777         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10778 }
10779
10780 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq)
10781 {
10782         unsigned int cpu = rq->cpu;
10783
10784         if (!rq->has_blocked_load)
10785                 return false;
10786
10787         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
10788                 return false;
10789
10790         if (!time_after(jiffies, READ_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick)))
10791                 return true;
10792
10793         update_blocked_averages(cpu);
10794
10795         return rq->has_blocked_load;
10796 }
10797
10798 /*
10799  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
10800  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
10801  * tasks movement depending of flags.
10802  */
10803 static void _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
10804                                enum cpu_idle_type idle)
10805 {
10806         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10807         unsigned long now = jiffies;
10808         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
10809         bool has_blocked_load = false;
10810         int update_next_balance = 0;
10811         int this_cpu = this_rq->cpu;
10812         int balance_cpu;
10813         struct rq *rq;
10814
10815         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
10816
10817         /*
10818          * We assume there will be no idle load after this update and clear
10819          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
10820          * set the has_blocked flag and trigger another update of idle load.
10821          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
10822          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
10823          * check the load of an idle cpu.
10824          *
10825          * Same applies to idle_cpus_mask vs needs_update.
10826          */
10827         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
10828                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
10829         if (flags & NOHZ_NEXT_KICK)
10830                 WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 0);
10831
10832         /*
10833          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
10834          * store from nohz_balance_enter_idle().
10835          */
10836         smp_mb();
10837
10838         /*
10839          * Start with the next CPU after this_cpu so we will end with this_cpu and let a
10840          * chance for other idle cpu to pull load.
10841          */
10842         for_each_cpu_wrap(balance_cpu,  nohz.idle_cpus_mask, this_cpu+1) {
10843                 if (!idle_cpu(balance_cpu))
10844                         continue;
10845
10846                 /*
10847                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
10848                  * work being done for other CPUs. Next load
10849                  * balancing owner will pick it up.
10850                  */
10851                 if (need_resched()) {
10852                         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
10853                                 has_blocked_load = true;
10854                         if (flags & NOHZ_NEXT_KICK)
10855                                 WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 1);
10856                         goto abort;
10857                 }
10858
10859                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
10860
10861                 if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
10862                         has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq);
10863
10864                 /*
10865                  * If time for next balance is due,
10866                  * do the balance.
10867                  */
10868                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
10869                         struct rq_flags rf;
10870
10871                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10872                         update_rq_clock(rq);
10873                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10874
10875                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10876                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
10877                 }
10878
10879                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
10880                         next_balance = rq->next_balance;
10881                         update_next_balance = 1;
10882                 }
10883         }
10884
10885         /*
10886          * next_balance will be updated only when there is a need.
10887          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
10888          * updated.
10889          */
10890         if (likely(update_next_balance))
10891                 nohz.next_balance = next_balance;
10892
10893         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
10894                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
10895                            now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
10896
10897 abort:
10898         /* There is still blocked load, enable periodic update */
10899         if (has_blocked_load)
10900                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10901 }
10902
10903 /*
10904  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
10905  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
10906  */
10907 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10908 {
10909         unsigned int flags = this_rq->nohz_idle_balance;
10910
10911         if (!flags)
10912                 return false;
10913
10914         this_rq->nohz_idle_balance = 0;
10915
10916         if (idle != CPU_IDLE)
10917                 return false;
10918
10919         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
10920
10921         return true;
10922 }
10923
10924 /*
10925  * Check if we need to run the ILB for updating blocked load before entering
10926  * idle state.
10927  */
10928 void nohz_run_idle_balance(int cpu)
10929 {
10930         unsigned int flags;
10931
10932         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
10933
10934         /*
10935          * Update the blocked load only if no SCHED_SOFTIRQ is about to happen
10936          * (ie NOHZ_STATS_KICK set) and will do the same.
10937          */
10938         if ((flags == NOHZ_NEWILB_KICK) && !need_resched())
10939                 _nohz_idle_balance(cpu_rq(cpu), NOHZ_STATS_KICK, CPU_IDLE);
10940 }
10941
10942 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
10943 {
10944         int this_cpu = this_rq->cpu;
10945
10946         /*
10947          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
10948          * housekeeping
10949          */
10950         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_TYPE_SCHED))
10951                 return;
10952
10953         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
10954         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
10955                 return;
10956
10957         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
10958         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
10959             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10960                 return;
10961
10962         /*
10963          * Set the need to trigger ILB in order to update blocked load
10964          * before entering idle state.
10965          */
10966         atomic_or(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(this_cpu));
10967 }
10968
10969 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10970 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
10971
10972 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10973 {
10974         return false;
10975 }
10976
10977 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
10978 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10979
10980 /*
10981  * newidle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
10982  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
10983  *
10984  * Returns:
10985  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
10986  *     0 - failed, no new tasks
10987  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
10988  */
10989 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
10990 {
10991         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
10992         int this_cpu = this_rq->cpu;
10993         u64 t0, t1, curr_cost = 0;
10994         struct sched_domain *sd;
10995         int pulled_task = 0;
10996
10997         update_misfit_status(NULL, this_rq);
10998
10999         /*
11000          * There is a task waiting to run. No need to search for one.
11001          * Return 0; the task will be enqueued when switching to idle.
11002          */
11003         if (this_rq->ttwu_pending)
11004                 return 0;
11005
11006         /*
11007          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
11008          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
11009          */
11010         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
11011
11012         /*
11013          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
11014          */
11015         if (!cpu_active(this_cpu))
11016                 return 0;
11017
11018         /*
11019          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
11020          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
11021          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
11022          * re-start the picking loop.
11023          */
11024         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
11025
11026         rcu_read_lock();
11027         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
11028
11029         if (!READ_ONCE(this_rq->rd->overload) ||
11030             (sd && this_rq->avg_idle < sd->max_newidle_lb_cost)) {
11031
11032                 if (sd)
11033                         update_next_balance(sd, &next_balance);
11034                 rcu_read_unlock();
11035
11036                 goto out;
11037         }
11038         rcu_read_unlock();
11039
11040         raw_spin_rq_unlock(this_rq);
11041
11042         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
11043         update_blocked_averages(this_cpu);
11044
11045         rcu_read_lock();
11046         for_each_domain(this_cpu, sd) {
11047                 int continue_balancing = 1;
11048                 u64 domain_cost;
11049
11050                 update_next_balance(sd, &next_balance);
11051
11052                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
11053                         break;
11054
11055                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
11056
11057                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
11058                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
11059                                                    &continue_balancing);
11060
11061                         t1 = sched_clock_cpu(this_cpu);
11062                         domain_cost = t1 - t0;
11063                         update_newidle_cost(sd, domain_cost);
11064
11065                         curr_cost += domain_cost;
11066                         t0 = t1;
11067                 }
11068
11069                 /*
11070                  * Stop searching for tasks to pull if there are
11071                  * now runnable tasks on this rq.
11072                  */
11073                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0 ||
11074                     this_rq->ttwu_pending)
11075                         break;
11076         }
11077         rcu_read_unlock();
11078
11079         raw_spin_rq_lock(this_rq);
11080
11081         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
11082                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
11083
11084         /*
11085          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
11086          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
11087          * pretend we pulled a task.
11088          */
11089         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
11090                 pulled_task = 1;
11091
11092         /* Is there a task of a high priority class? */
11093         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
11094                 pulled_task = -1;
11095
11096 out:
11097         /* Move the next balance forward */
11098         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
11099                 this_rq->next_balance = next_balance;
11100
11101         if (pulled_task)
11102                 this_rq->idle_stamp = 0;
11103         else
11104                 nohz_newidle_balance(this_rq);
11105
11106         rq_repin_lock(this_rq, rf);
11107
11108         return pulled_task;
11109 }
11110
11111 /*
11112  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
11113  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
11114  */
11115 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
11116 {
11117         struct rq *this_rq = this_rq();
11118         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
11119                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
11120
11121         /*
11122          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
11123          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
11124          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
11125          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
11126          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
11127          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
11128          */
11129         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
11130                 return;
11131
11132         /* normal load balance */
11133         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
11134         rebalance_domains(this_rq, idle);
11135 }
11136
11137 /*
11138  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
11139  */
11140 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
11141 {
11142         /*
11143          * Don't need to rebalance while attached to NULL domain or
11144          * runqueue CPU is not active
11145          */
11146         if (unlikely(on_null_domain(rq) || !cpu_active(cpu_of(rq))))
11147                 return;
11148
11149         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
11150                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
11151
11152         nohz_balancer_kick(rq);
11153 }
11154
11155 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
11156 {
11157         update_sysctl();
11158
11159         update_runtime_enabled(rq);
11160 }
11161
11162 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
11163 {
11164         update_sysctl();
11165
11166         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
11167         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
11168 }
11169
11170 #endif /* CONFIG_SMP */
11171
11172 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
11173 static inline bool
11174 __entity_slice_used(struct sched_entity *se, int min_nr_tasks)
11175 {
11176         u64 slice = sched_slice(cfs_rq_of(se), se);
11177         u64 rtime = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
11178
11179         return (rtime * min_nr_tasks > slice);
11180 }
11181
11182 #define MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE   2
11183 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
11184 {
11185         if (!sched_core_enabled(rq))
11186                 return;
11187
11188         /*
11189          * If runqueue has only one task which used up its slice and
11190          * if the sibling is forced idle, then trigger schedule to
11191          * give forced idle task a chance.
11192          *
11193          * sched_slice() considers only this active rq and it gets the
11194          * whole slice. But during force idle, we have siblings acting
11195          * like a single runqueue and hence we need to consider runnable
11196          * tasks on this CPU and the forced idle CPU. Ideally, we should
11197          * go through the forced idle rq, but that would be a perf hit.
11198          * We can assume that the forced idle CPU has at least
11199          * MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE - 1 tasks and use that to check
11200          * if we need to give up the CPU.
11201          */
11202         if (rq->core->core_forceidle_count && rq->cfs.nr_running == 1 &&
11203             __entity_slice_used(&curr->se, MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE))
11204                 resched_curr(rq);
11205 }
11206
11207 /*
11208  * se_fi_update - Update the cfs_rq->min_vruntime_fi in a CFS hierarchy if needed.
11209  */
11210 static void se_fi_update(struct sched_entity *se, unsigned int fi_seq, bool forceidle)
11211 {
11212         for_each_sched_entity(se) {
11213                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11214
11215                 if (forceidle) {
11216                         if (cfs_rq->forceidle_seq == fi_seq)
11217                                 break;
11218                         cfs_rq->forceidle_seq = fi_seq;
11219                 }
11220
11221                 cfs_rq->min_vruntime_fi = cfs_rq->min_vruntime;
11222         }
11223 }
11224
11225 void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi)
11226 {
11227         struct sched_entity *se = &p->se;
11228
11229         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
11230                 return;
11231
11232         se_fi_update(se, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
11233 }
11234
11235 bool cfs_prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
11236 {
11237         struct rq *rq = task_rq(a);
11238         struct sched_entity *sea = &a->se;
11239         struct sched_entity *seb = &b->se;
11240         struct cfs_rq *cfs_rqa;
11241         struct cfs_rq *cfs_rqb;
11242         s64 delta;
11243
11244         SCHED_WARN_ON(task_rq(b)->core != rq->core);
11245
11246 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11247         /*
11248          * Find an se in the hierarchy for tasks a and b, such that the se's
11249          * are immediate siblings.
11250          */
11251         while (sea->cfs_rq->tg != seb->cfs_rq->tg) {
11252                 int sea_depth = sea->depth;
11253                 int seb_depth = seb->depth;
11254
11255                 if (sea_depth >= seb_depth)
11256                         sea = parent_entity(sea);
11257                 if (sea_depth <= seb_depth)
11258                         seb = parent_entity(seb);
11259         }
11260
11261         se_fi_update(sea, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
11262         se_fi_update(seb, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
11263
11264         cfs_rqa = sea->cfs_rq;
11265         cfs_rqb = seb->cfs_rq;
11266 #else
11267         cfs_rqa = &task_rq(a)->cfs;
11268         cfs_rqb = &task_rq(b)->cfs;
11269 #endif
11270
11271         /*
11272          * Find delta after normalizing se's vruntime with its cfs_rq's
11273          * min_vruntime_fi, which would have been updated in prior calls
11274          * to se_fi_update().
11275          */
11276         delta = (s64)(sea->vruntime - seb->vruntime) +
11277                 (s64)(cfs_rqb->min_vruntime_fi - cfs_rqa->min_vruntime_fi);
11278
11279         return delta > 0;
11280 }
11281 #else
11282 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr) {}
11283 #endif
11284
11285 /*
11286  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
11287  *
11288  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
11289  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
11290  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
11291  * parameters.
11292  */
11293 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
11294 {
11295         struct cfs_rq *cfs_rq;
11296         struct sched_entity *se = &curr->se;
11297
11298         for_each_sched_entity(se) {
11299                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11300                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
11301         }
11302
11303         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
11304                 task_tick_numa(rq, curr);
11305
11306         update_misfit_status(curr, rq);
11307         update_overutilized_status(task_rq(curr));
11308
11309         task_tick_core(rq, curr);
11310 }
11311
11312 /*
11313  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
11314  *  - child not yet on the tasklist
11315  *  - preemption disabled
11316  */
11317 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
11318 {
11319         struct cfs_rq *cfs_rq;
11320         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
11321         struct rq *rq = this_rq();
11322         struct rq_flags rf;
11323
11324         rq_lock(rq, &rf);
11325         update_rq_clock(rq);
11326
11327         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
11328         curr = cfs_rq->curr;
11329         if (curr) {
11330                 update_curr(cfs_rq);
11331                 se->vruntime = curr->vruntime;
11332         }
11333         place_entity(cfs_rq, se, 1);
11334
11335         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
11336                 /*
11337                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
11338                  * 'current' within the tree based on its new key value.
11339                  */
11340                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
11341                 resched_curr(rq);
11342         }
11343
11344         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
11345         rq_unlock(rq, &rf);
11346 }
11347
11348 /*
11349  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
11350  * the current task.
11351  */
11352 static void
11353 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
11354 {
11355         if (!task_on_rq_queued(p))
11356                 return;
11357
11358         if (rq->cfs.nr_running == 1)
11359                 return;
11360
11361         /*
11362          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
11363          * our priority decreased, or if we are not currently running on
11364          * this runqueue and our priority is higher than the current's
11365          */
11366         if (task_current(rq, p)) {
11367                 if (p->prio > oldprio)
11368                         resched_curr(rq);
11369         } else
11370                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
11371 }
11372
11373 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
11374 {
11375         struct sched_entity *se = &p->se;
11376
11377         /*
11378          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
11379          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
11380          * vruntime.
11381          */
11382         if (p->on_rq)
11383                 return true;
11384
11385         /*
11386          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
11387          * But there are some cases where it has already been normalized:
11388          *
11389          * - A forked child which is waiting for being woken up by
11390          *   wake_up_new_task().
11391          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
11392          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
11393          */
11394         if (!se->sum_exec_runtime ||
11395             (READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
11396                 return true;
11397
11398         return false;
11399 }
11400
11401 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11402 /*
11403  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
11404  * visible to the root
11405  */
11406 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11407 {
11408         struct cfs_rq *cfs_rq;
11409
11410         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq_of(se));
11411
11412         /* Start to propagate at parent */
11413         se = se->parent;
11414
11415         for_each_sched_entity(se) {
11416                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11417
11418                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq)){
11419                         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
11420                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
11421                         continue;
11422                 }
11423
11424                 if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
11425                         break;
11426         }
11427 }
11428 #else
11429 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
11430 #endif
11431
11432 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11433 {
11434         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11435
11436         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
11437         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
11438         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
11439         update_tg_load_avg(cfs_rq);
11440         propagate_entity_cfs_rq(se);
11441 }
11442
11443 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11444 {
11445         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11446
11447 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11448         /*
11449          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
11450          * class maintain depth value), reset depth properly.
11451          */
11452         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
11453 #endif
11454
11455         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
11456         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
11457         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
11458         update_tg_load_avg(cfs_rq);
11459         propagate_entity_cfs_rq(se);
11460 }
11461
11462 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
11463 {
11464         struct sched_entity *se = &p->se;
11465         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11466
11467         if (!vruntime_normalized(p)) {
11468                 /*
11469                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
11470                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
11471                  */
11472                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
11473                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
11474         }
11475
11476         detach_entity_cfs_rq(se);
11477 }
11478
11479 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
11480 {
11481         struct sched_entity *se = &p->se;
11482         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11483
11484         attach_entity_cfs_rq(se);
11485
11486         if (!vruntime_normalized(p))
11487                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
11488 }
11489
11490 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
11491 {
11492         detach_task_cfs_rq(p);
11493 }
11494
11495 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
11496 {
11497         attach_task_cfs_rq(p);
11498
11499         if (task_on_rq_queued(p)) {
11500                 /*
11501                  * We were most likely switched from sched_rt, so
11502                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
11503                  * if we can still preempt the current task.
11504                  */
11505                 if (task_current(rq, p))
11506                         resched_curr(rq);
11507                 else
11508                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
11509         }
11510 }
11511
11512 /* Account for a task changing its policy or group.
11513  *
11514  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
11515  * migrates between groups/classes.
11516  */
11517 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
11518 {
11519         struct sched_entity *se = &p->se;
11520
11521 #ifdef CONFIG_SMP
11522         if (task_on_rq_queued(p)) {
11523                 /*
11524                  * Move the next running task to the front of the list, so our
11525                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
11526                  */
11527                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
11528         }
11529 #endif
11530
11531         for_each_sched_entity(se) {
11532                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11533
11534                 set_next_entity(cfs_rq, se);
11535                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
11536                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
11537         }
11538 }
11539
11540 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
11541 {
11542         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
11543         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
11544 #ifndef CONFIG_64BIT
11545         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
11546 #endif
11547 #ifdef CONFIG_SMP
11548         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
11549 #endif
11550 }
11551
11552 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11553 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
11554 {
11555         struct sched_entity *se = &p->se;
11556
11557         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11558         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
11559 }
11560
11561 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
11562 {
11563         detach_task_cfs_rq(p);
11564         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11565
11566 #ifdef CONFIG_SMP
11567         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
11568         p->se.avg.last_update_time = 0;
11569 #endif
11570         attach_task_cfs_rq(p);
11571 }
11572
11573 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
11574 {
11575         switch (type) {
11576         case TASK_SET_GROUP:
11577                 task_set_group_fair(p);
11578                 break;
11579
11580         case TASK_MOVE_GROUP:
11581                 task_move_group_fair(p);
11582                 break;
11583         }
11584 }
11585
11586 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11587 {
11588         int i;
11589
11590         for_each_possible_cpu(i) {
11591                 if (tg->cfs_rq)
11592                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
11593                 if (tg->se)
11594                         kfree(tg->se[i]);
11595         }
11596
11597         kfree(tg->cfs_rq);
11598         kfree(tg->se);
11599 }
11600
11601 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11602 {
11603         struct sched_entity *se;
11604         struct cfs_rq *cfs_rq;
11605         int i;
11606
11607         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
11608         if (!tg->cfs_rq)
11609                 goto err;
11610         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
11611         if (!tg->se)
11612                 goto err;
11613
11614         tg->shares = NICE_0_LOAD;
11615
11616         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11617
11618         for_each_possible_cpu(i) {
11619                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
11620                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11621                 if (!cfs_rq)
11622                         goto err;
11623
11624                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity_stats),
11625                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11626                 if (!se)
11627                         goto err_free_rq;
11628
11629                 init_cfs_rq(cfs_rq);
11630                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
11631                 init_entity_runnable_average(se);
11632         }
11633
11634         return 1;
11635
11636 err_free_rq:
11637         kfree(cfs_rq);
11638 err:
11639         return 0;
11640 }
11641
11642 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11643 {
11644         struct sched_entity *se;
11645         struct rq_flags rf;
11646         struct rq *rq;
11647         int i;
11648
11649         for_each_possible_cpu(i) {
11650                 rq = cpu_rq(i);
11651                 se = tg->se[i];
11652                 rq_lock_irq(rq, &rf);
11653                 update_rq_clock(rq);
11654                 attach_entity_cfs_rq(se);
11655                 sync_throttle(tg, i);
11656                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
11657         }
11658 }
11659
11660 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11661 {
11662         unsigned long flags;
11663         struct rq *rq;
11664         int cpu;
11665
11666         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11667
11668         for_each_possible_cpu(cpu) {
11669                 if (tg->se[cpu])
11670                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
11671
11672                 /*
11673                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
11674                  * check on_list without danger of it being re-added.
11675                  */
11676                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
11677                         continue;
11678
11679                 rq = cpu_rq(cpu);
11680
11681                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
11682                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
11683                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
11684         }
11685 }
11686
11687 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
11688                         struct sched_entity *se, int cpu,
11689                         struct sched_entity *parent)
11690 {
11691         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11692
11693         cfs_rq->tg = tg;
11694         cfs_rq->rq = rq;
11695         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
11696
11697         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
11698         tg->se[cpu] = se;
11699
11700         /* se could be NULL for root_task_group */
11701         if (!se)
11702                 return;
11703
11704         if (!parent) {
11705                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
11706                 se->depth = 0;
11707         } else {
11708                 se->cfs_rq = parent->my_q;
11709                 se->depth = parent->depth + 1;
11710         }
11711
11712         se->my_q = cfs_rq;
11713         /* guarantee group entities always have weight */
11714         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
11715         se->parent = parent;
11716 }
11717
11718 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
11719
11720 static int __sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11721 {
11722         int i;
11723
11724         lockdep_assert_held(&shares_mutex);
11725
11726         /*
11727          * We can't change the weight of the root cgroup.
11728          */
11729         if (!tg->se[0])
11730                 return -EINVAL;
11731
11732         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
11733
11734         if (tg->shares == shares)
11735                 return 0;
11736
11737         tg->shares = shares;
11738         for_each_possible_cpu(i) {
11739                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11740                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11741                 struct rq_flags rf;
11742
11743                 /* Propagate contribution to hierarchy */
11744                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11745                 update_rq_clock(rq);
11746                 for_each_sched_entity(se) {
11747                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
11748                         update_cfs_group(se);
11749                 }
11750                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11751         }
11752
11753         return 0;
11754 }
11755
11756 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11757 {
11758         int ret;
11759
11760         mutex_lock(&shares_mutex);
11761         if (tg_is_idle(tg))
11762                 ret = -EINVAL;
11763         else
11764                 ret = __sched_group_set_shares(tg, shares);
11765         mutex_unlock(&shares_mutex);
11766
11767         return ret;
11768 }
11769
11770 int sched_group_set_idle(struct task_group *tg, long idle)
11771 {
11772         int i;
11773
11774         if (tg == &root_task_group)
11775                 return -EINVAL;
11776
11777         if (idle < 0 || idle > 1)
11778                 return -EINVAL;
11779
11780         mutex_lock(&shares_mutex);
11781
11782         if (tg->idle == idle) {
11783                 mutex_unlock(&shares_mutex);
11784                 return 0;
11785         }
11786
11787         tg->idle = idle;
11788
11789         for_each_possible_cpu(i) {
11790                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11791                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11792                 struct cfs_rq *parent_cfs_rq, *grp_cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
11793                 bool was_idle = cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq);
11794                 long idle_task_delta;
11795                 struct rq_flags rf;
11796
11797                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11798
11799                 grp_cfs_rq->idle = idle;
11800                 if (WARN_ON_ONCE(was_idle == cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq)))
11801                         goto next_cpu;
11802
11803                 if (se->on_rq) {
11804                         parent_cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11805                         if (cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq))
11806                                 parent_cfs_rq->idle_nr_running++;
11807                         else
11808                                 parent_cfs_rq->idle_nr_running--;
11809                 }
11810
11811                 idle_task_delta = grp_cfs_rq->h_nr_running -
11812                                   grp_cfs_rq->idle_h_nr_running;
11813                 if (!cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq))
11814                         idle_task_delta *= -1;
11815
11816                 for_each_sched_entity(se) {
11817                         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11818
11819                         if (!se->on_rq)
11820                                 break;
11821
11822                         cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
11823
11824                         /* Already accounted at parent level and above. */
11825                         if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
11826                                 break;
11827                 }
11828
11829 next_cpu:
11830                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11831         }
11832
11833         /* Idle groups have minimum weight. */
11834         if (tg_is_idle(tg))
11835                 __sched_group_set_shares(tg, scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO));
11836         else
11837                 __sched_group_set_shares(tg, NICE_0_LOAD);
11838
11839         mutex_unlock(&shares_mutex);
11840         return 0;
11841 }
11842
11843 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11844
11845 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11846
11847 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11848 {
11849         return 1;
11850 }
11851
11852 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11853
11854 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11855
11856 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11857
11858
11859 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
11860 {
11861         struct sched_entity *se = &task->se;
11862         unsigned int rr_interval = 0;
11863
11864         /*
11865          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
11866          * idle runqueue:
11867          */
11868         if (rq->cfs.load.weight)
11869                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
11870
11871         return rr_interval;
11872 }
11873
11874 /*
11875  * All the scheduling class methods:
11876  */
11877 DEFINE_SCHED_CLASS(fair) = {
11878
11879         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
11880         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
11881         .yield_task             = yield_task_fair,
11882         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
11883
11884         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
11885
11886         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
11887         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
11888         .set_next_task          = set_next_task_fair,
11889
11890 #ifdef CONFIG_SMP
11891         .balance                = balance_fair,
11892         .pick_task              = pick_task_fair,
11893         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
11894         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
11895
11896         .rq_online              = rq_online_fair,
11897         .rq_offline             = rq_offline_fair,
11898
11899         .task_dead              = task_dead_fair,
11900         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
11901 #endif
11902
11903         .task_tick              = task_tick_fair,
11904         .task_fork              = task_fork_fair,
11905
11906         .prio_changed           = prio_changed_fair,
11907         .switched_from          = switched_from_fair,
11908         .switched_to            = switched_to_fair,
11909
11910         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
11911
11912         .update_curr            = update_curr_fair,
11913
11914 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11915         .task_change_group      = task_change_group_fair,
11916 #endif
11917
11918 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
11919         .uclamp_enabled         = 1,
11920 #endif
11921 };
11922
11923 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
11924 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
11925 {
11926         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
11927
11928         rcu_read_lock();
11929         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
11930                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
11931         rcu_read_unlock();
11932 }
11933
11934 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
11935 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
11936 {
11937         int node;
11938         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
11939         struct numa_group *ng;
11940
11941         rcu_read_lock();
11942         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
11943         for_each_online_node(node) {
11944                 if (p->numa_faults) {
11945                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
11946                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11947                 }
11948                 if (ng) {
11949                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
11950                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11951                 }
11952                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
11953         }
11954         rcu_read_unlock();
11955 }
11956 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
11957 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
11958
11959 __init void init_sched_fair_class(void)
11960 {
11961 #ifdef CONFIG_SMP
11962         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
11963
11964 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
11965         nohz.next_balance = jiffies;
11966         nohz.next_blocked = jiffies;
11967         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
11968 #endif
11969 #endif /* SMP */
11970
11971 }