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