sched/fair: Rewrite runnable load and utilization average tracking
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/cpuidle.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/profile.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/migrate.h>
32 #include <linux/task_work.h>
33
34 #include <trace/events/sched.h>
35
36 #include "sched.h"
37
38 /*
39  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
40  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
41  *
42  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
43  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
44  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
45  * based scheduling concepts.
46  *
47  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
48  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
49  */
50 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
52
53 /*
54  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
55  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
56  *
57  * Options are:
58  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
60  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
61  */
62 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
63         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
64
65 /*
66  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
67  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
68  */
69 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
71
72 /*
73  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
74  */
75 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
76
77 /*
78  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
79  * parent will (try to) run first.
80  */
81 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
82
83 /*
84  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
85  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
86  *
87  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
88  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
89  * have immediate wakeup/sleep latencies.
90  */
91 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
93
94 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
95
96 /*
97  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
98  * distribution.
99  * (default: 10msec)
100  */
101 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
102
103 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
104 /*
105  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
106  * each time a cfs_rq requests quota.
107  *
108  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
109  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
110  * we will always only issue the remaining available time.
111  *
112  * default: 5 msec, units: microseconds
113   */
114 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
115 #endif
116
117 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
118 {
119         lw->weight += inc;
120         lw->inv_weight = 0;
121 }
122
123 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
124 {
125         lw->weight -= dec;
126         lw->inv_weight = 0;
127 }
128
129 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
130 {
131         lw->weight = w;
132         lw->inv_weight = 0;
133 }
134
135 /*
136  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
137  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
138  * to users decreases. But the relationship is not linear,
139  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
140  * number of CPUs.
141  *
142  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
143  */
144 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
145 {
146         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
147         unsigned int factor;
148
149         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
150         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
151                 factor = 1;
152                 break;
153         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
154                 factor = cpus;
155                 break;
156         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
157         default:
158                 factor = 1 + ilog2(cpus);
159                 break;
160         }
161
162         return factor;
163 }
164
165 static void update_sysctl(void)
166 {
167         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
168
169 #define SET_SYSCTL(name) \
170         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
171         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
172         SET_SYSCTL(sched_latency);
173         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
174 #undef SET_SYSCTL
175 }
176
177 void sched_init_granularity(void)
178 {
179         update_sysctl();
180 }
181
182 #define WMULT_CONST     (~0U)
183 #define WMULT_SHIFT     32
184
185 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
186 {
187         unsigned long w;
188
189         if (likely(lw->inv_weight))
190                 return;
191
192         w = scale_load_down(lw->weight);
193
194         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
195                 lw->inv_weight = 1;
196         else if (unlikely(!w))
197                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
198         else
199                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
200 }
201
202 /*
203  * delta_exec * weight / lw.weight
204  *   OR
205  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
206  *
207  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
208  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
209  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
210  *
211  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
212  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
213  */
214 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
215 {
216         u64 fact = scale_load_down(weight);
217         int shift = WMULT_SHIFT;
218
219         __update_inv_weight(lw);
220
221         if (unlikely(fact >> 32)) {
222                 while (fact >> 32) {
223                         fact >>= 1;
224                         shift--;
225                 }
226         }
227
228         /* hint to use a 32x32->64 mul */
229         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
230
231         while (fact >> 32) {
232                 fact >>= 1;
233                 shift--;
234         }
235
236         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
237 }
238
239
240 const struct sched_class fair_sched_class;
241
242 /**************************************************************
243  * CFS operations on generic schedulable entities:
244  */
245
246 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
247
248 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
249 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
250 {
251         return cfs_rq->rq;
252 }
253
254 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
255 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
256
257 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
258 {
259 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
260         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
261 #endif
262         return container_of(se, struct task_struct, se);
263 }
264
265 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
266 #define for_each_sched_entity(se) \
267                 for (; se; se = se->parent)
268
269 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
270 {
271         return p->se.cfs_rq;
272 }
273
274 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
275 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
276 {
277         return se->cfs_rq;
278 }
279
280 /* runqueue "owned" by this group */
281 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
282 {
283         return grp->my_q;
284 }
285
286 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
287 {
288         if (!cfs_rq->on_list) {
289                 /*
290                  * Ensure we either appear before our parent (if already
291                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
292                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
293                  * reduces this to two cases.
294                  */
295                 if (cfs_rq->tg->parent &&
296                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
297                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
298                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
299                 } else {
300                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
301                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
302                 }
303
304                 cfs_rq->on_list = 1;
305         }
306 }
307
308 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
309 {
310         if (cfs_rq->on_list) {
311                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
312                 cfs_rq->on_list = 0;
313         }
314 }
315
316 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
317 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
318         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
319
320 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
321 static inline struct cfs_rq *
322 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
323 {
324         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
325                 return se->cfs_rq;
326
327         return NULL;
328 }
329
330 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
331 {
332         return se->parent;
333 }
334
335 static void
336 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
337 {
338         int se_depth, pse_depth;
339
340         /*
341          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
342          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
343          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
344          * parent.
345          */
346
347         /* First walk up until both entities are at same depth */
348         se_depth = (*se)->depth;
349         pse_depth = (*pse)->depth;
350
351         while (se_depth > pse_depth) {
352                 se_depth--;
353                 *se = parent_entity(*se);
354         }
355
356         while (pse_depth > se_depth) {
357                 pse_depth--;
358                 *pse = parent_entity(*pse);
359         }
360
361         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
362                 *se = parent_entity(*se);
363                 *pse = parent_entity(*pse);
364         }
365 }
366
367 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
368
369 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
370 {
371         return container_of(se, struct task_struct, se);
372 }
373
374 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
375 {
376         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
377 }
378
379 #define entity_is_task(se)      1
380
381 #define for_each_sched_entity(se) \
382                 for (; se; se = NULL)
383
384 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
385 {
386         return &task_rq(p)->cfs;
387 }
388
389 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
390 {
391         struct task_struct *p = task_of(se);
392         struct rq *rq = task_rq(p);
393
394         return &rq->cfs;
395 }
396
397 /* runqueue "owned" by this group */
398 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
399 {
400         return NULL;
401 }
402
403 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
404 {
405 }
406
407 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
408 {
409 }
410
411 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
412                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
413
414 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
415 {
416         return NULL;
417 }
418
419 static inline void
420 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
421 {
422 }
423
424 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
425
426 static __always_inline
427 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
428
429 /**************************************************************
430  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
431  */
432
433 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
434 {
435         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
436         if (delta > 0)
437                 max_vruntime = vruntime;
438
439         return max_vruntime;
440 }
441
442 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
443 {
444         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
445         if (delta < 0)
446                 min_vruntime = vruntime;
447
448         return min_vruntime;
449 }
450
451 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
452                                 struct sched_entity *b)
453 {
454         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
455 }
456
457 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
458 {
459         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
460
461         if (cfs_rq->curr)
462                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
463
464         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
465                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
466                                                    struct sched_entity,
467                                                    run_node);
468
469                 if (!cfs_rq->curr)
470                         vruntime = se->vruntime;
471                 else
472                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
473         }
474
475         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
476         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
477 #ifndef CONFIG_64BIT
478         smp_wmb();
479         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
480 #endif
481 }
482
483 /*
484  * Enqueue an entity into the rb-tree:
485  */
486 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
487 {
488         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
489         struct rb_node *parent = NULL;
490         struct sched_entity *entry;
491         int leftmost = 1;
492
493         /*
494          * Find the right place in the rbtree:
495          */
496         while (*link) {
497                 parent = *link;
498                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
499                 /*
500                  * We dont care about collisions. Nodes with
501                  * the same key stay together.
502                  */
503                 if (entity_before(se, entry)) {
504                         link = &parent->rb_left;
505                 } else {
506                         link = &parent->rb_right;
507                         leftmost = 0;
508                 }
509         }
510
511         /*
512          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
513          * used):
514          */
515         if (leftmost)
516                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
517
518         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
519         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
520 }
521
522 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
523 {
524         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
525                 struct rb_node *next_node;
526
527                 next_node = rb_next(&se->run_node);
528                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
529         }
530
531         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
532 }
533
534 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
535 {
536         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
537
538         if (!left)
539                 return NULL;
540
541         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
542 }
543
544 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
545 {
546         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
547
548         if (!next)
549                 return NULL;
550
551         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
552 }
553
554 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
555 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
556 {
557         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
558
559         if (!last)
560                 return NULL;
561
562         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
563 }
564
565 /**************************************************************
566  * Scheduling class statistics methods:
567  */
568
569 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
570                 void __user *buffer, size_t *lenp,
571                 loff_t *ppos)
572 {
573         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
574         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
575
576         if (ret || !write)
577                 return ret;
578
579         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
580                                         sysctl_sched_min_granularity);
581
582 #define WRT_SYSCTL(name) \
583         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
584         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
585         WRT_SYSCTL(sched_latency);
586         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
587 #undef WRT_SYSCTL
588
589         return 0;
590 }
591 #endif
592
593 /*
594  * delta /= w
595  */
596 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
597 {
598         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
599                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
600
601         return delta;
602 }
603
604 /*
605  * The idea is to set a period in which each task runs once.
606  *
607  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
608  * this period because otherwise the slices get too small.
609  *
610  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
611  */
612 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
613 {
614         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
615                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
616         else
617                 return sysctl_sched_latency;
618 }
619
620 /*
621  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
622  * proportional to the weight.
623  *
624  * s = p*P[w/rw]
625  */
626 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
627 {
628         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
629
630         for_each_sched_entity(se) {
631                 struct load_weight *load;
632                 struct load_weight lw;
633
634                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
635                 load = &cfs_rq->load;
636
637                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
638                         lw = cfs_rq->load;
639
640                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
641                         load = &lw;
642                 }
643                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
644         }
645         return slice;
646 }
647
648 /*
649  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
650  *
651  * vs = s/w
652  */
653 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
654 {
655         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
656 }
657
658 #ifdef CONFIG_SMP
659 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int cpu);
660 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
661
662 /*
663  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
664  * Note: The tables below are dependent on this value.
665  */
666 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
667 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
668 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
669
670 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
671 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
672 {
673         struct sched_avg *sa = &p->se.avg;
674
675         sa->last_update_time = 0;
676         /*
677          * sched_avg's period_contrib should be strictly less then 1024, so
678          * we give it 1023 to make sure it is almost a period (1024us), and
679          * will definitely be update (after enqueue).
680          */
681         sa->period_contrib = 1023;
682         sa->load_avg = scale_load_down(p->se.load.weight);
683         sa->load_sum = sa->load_avg * LOAD_AVG_MAX;
684         sa->util_avg = scale_load_down(SCHED_LOAD_SCALE);
685         sa->util_sum = LOAD_AVG_MAX;
686         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
687 }
688 #else
689 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
690 {
691 }
692 #endif
693
694 /*
695  * Update the current task's runtime statistics.
696  */
697 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
698 {
699         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
700         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
701         u64 delta_exec;
702
703         if (unlikely(!curr))
704                 return;
705
706         delta_exec = now - curr->exec_start;
707         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
708                 return;
709
710         curr->exec_start = now;
711
712         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
713                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
714
715         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
716         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
717
718         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
719         update_min_vruntime(cfs_rq);
720
721         if (entity_is_task(curr)) {
722                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
723
724                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
725                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
726                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
727         }
728
729         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
730 }
731
732 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
733 {
734         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
735 }
736
737 static inline void
738 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
739 {
740         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
741 }
742
743 /*
744  * Task is being enqueued - update stats:
745  */
746 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
747 {
748         /*
749          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
750          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
751          */
752         if (se != cfs_rq->curr)
753                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
754 }
755
756 static void
757 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
758 {
759         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
760                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
761         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
762         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
763                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
764 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
765         if (entity_is_task(se)) {
766                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
767                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
768         }
769 #endif
770         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
771 }
772
773 static inline void
774 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
775 {
776         /*
777          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
778          * waiting task:
779          */
780         if (se != cfs_rq->curr)
781                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
782 }
783
784 /*
785  * We are picking a new current task - update its stats:
786  */
787 static inline void
788 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
789 {
790         /*
791          * We are starting a new run period:
792          */
793         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
794 }
795
796 /**************************************************
797  * Scheduling class queueing methods:
798  */
799
800 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
801 /*
802  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
803  * calculated based on the tasks virtual memory size and
804  * numa_balancing_scan_size.
805  */
806 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
807 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
808
809 /* Portion of address space to scan in MB */
810 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
811
812 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
813 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
814
815 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
816 {
817         unsigned long rss = 0;
818         unsigned long nr_scan_pages;
819
820         /*
821          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
822          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
823          * on resident pages
824          */
825         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
826         rss = get_mm_rss(p->mm);
827         if (!rss)
828                 rss = nr_scan_pages;
829
830         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
831         return rss / nr_scan_pages;
832 }
833
834 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
835 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
836
837 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
838 {
839         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
840         unsigned int scan, floor;
841         unsigned int windows = 1;
842
843         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
844                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
845         floor = 1000 / windows;
846
847         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
848         return max_t(unsigned int, floor, scan);
849 }
850
851 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
852 {
853         unsigned int smin = task_scan_min(p);
854         unsigned int smax;
855
856         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
857         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
858         return max(smin, smax);
859 }
860
861 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
862 {
863         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
864         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
865 }
866
867 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
868 {
869         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
870         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
871 }
872
873 struct numa_group {
874         atomic_t refcount;
875
876         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
877         int nr_tasks;
878         pid_t gid;
879
880         struct rcu_head rcu;
881         nodemask_t active_nodes;
882         unsigned long total_faults;
883         /*
884          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
885          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
886          * more by CPU use than by memory faults.
887          */
888         unsigned long *faults_cpu;
889         unsigned long faults[0];
890 };
891
892 /* Shared or private faults. */
893 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
894
895 /* Memory and CPU locality */
896 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
897
898 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
899 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
900
901 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
902 {
903         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
904 }
905
906 /*
907  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
908  * occupy the first half of the array. The second half of the
909  * array is for current counters, which are averaged into the
910  * first set by task_numa_placement.
911  */
912 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
913 {
914         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
915 }
916
917 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
918 {
919         if (!p->numa_faults)
920                 return 0;
921
922         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
923                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
924 }
925
926 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
927 {
928         if (!p->numa_group)
929                 return 0;
930
931         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
932                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
933 }
934
935 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
936 {
937         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
938                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
939 }
940
941 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
942 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
943                                         int maxdist, bool task)
944 {
945         unsigned long score = 0;
946         int node;
947
948         /*
949          * All nodes are directly connected, and the same distance
950          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
951          */
952         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
953                 return 0;
954
955         /*
956          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
957          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
958          */
959         for_each_online_node(node) {
960                 unsigned long faults;
961                 int dist = node_distance(nid, node);
962
963                 /*
964                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
965                  * for placement; nid was already counted.
966                  */
967                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
968                         continue;
969
970                 /*
971                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
972                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
973                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
974                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
975                  * of each group. Skip other nodes.
976                  */
977                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
978                                         dist > maxdist)
979                         continue;
980
981                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
982                 if (task)
983                         faults = task_faults(p, node);
984                 else
985                         faults = group_faults(p, node);
986
987                 /*
988                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
989                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
990                  * directly connected bounce traffic through intermediate
991                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
992                  * The further away a node is, the less the faults count.
993                  * This seems to result in good task placement.
994                  */
995                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
996                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
997                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
998                 }
999
1000                 score += faults;
1001         }
1002
1003         return score;
1004 }
1005
1006 /*
1007  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1008  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1009  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1010  * evenly spread out between numa nodes.
1011  */
1012 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1013                                         int dist)
1014 {
1015         unsigned long faults, total_faults;
1016
1017         if (!p->numa_faults)
1018                 return 0;
1019
1020         total_faults = p->total_numa_faults;
1021
1022         if (!total_faults)
1023                 return 0;
1024
1025         faults = task_faults(p, nid);
1026         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1027
1028         return 1000 * faults / total_faults;
1029 }
1030
1031 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1032                                          int dist)
1033 {
1034         unsigned long faults, total_faults;
1035
1036         if (!p->numa_group)
1037                 return 0;
1038
1039         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1040
1041         if (!total_faults)
1042                 return 0;
1043
1044         faults = group_faults(p, nid);
1045         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1046
1047         return 1000 * faults / total_faults;
1048 }
1049
1050 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1051                                 int src_nid, int dst_cpu)
1052 {
1053         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1054         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1055         int last_cpupid, this_cpupid;
1056
1057         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1058
1059         /*
1060          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1061          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1062          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1063          *
1064          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1065          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1066          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1067          *
1068          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1069          * same result twice in a row, given these samples are fully
1070          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1071          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1072          *
1073          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1074          * act on an unlikely task<->page relation.
1075          */
1076         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1077         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1078                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1079                 return false;
1080
1081         /* Always allow migrate on private faults */
1082         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1083                 return true;
1084
1085         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1086         if (!ng)
1087                 return true;
1088
1089         /*
1090          * Do not migrate if the destination is not a node that
1091          * is actively used by this numa group.
1092          */
1093         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1094                 return false;
1095
1096         /*
1097          * Source is a node that is not actively used by this
1098          * numa group, while the destination is. Migrate.
1099          */
1100         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1101                 return true;
1102
1103         /*
1104          * Both source and destination are nodes in active
1105          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1106          * by migrating from more heavily used groups, to less
1107          * heavily used ones, spreading the load around.
1108          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1109          */
1110         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1111 }
1112
1113 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1114 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1115 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1116 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1117 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1118
1119 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1120 struct numa_stats {
1121         unsigned long nr_running;
1122         unsigned long load;
1123
1124         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1125         unsigned long compute_capacity;
1126
1127         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1128         unsigned long task_capacity;
1129         int has_free_capacity;
1130 };
1131
1132 /*
1133  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1134  */
1135 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1136 {
1137         int smt, cpu, cpus = 0;
1138         unsigned long capacity;
1139
1140         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1141         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1142                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1143
1144                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1145                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1146                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1147
1148                 cpus++;
1149         }
1150
1151         /*
1152          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1153          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1154          * not find this node attractive.
1155          *
1156          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1157          * imbalance and bail there.
1158          */
1159         if (!cpus)
1160                 return;
1161
1162         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1163         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1164         capacity = cpus / smt; /* cores */
1165
1166         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1167                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1168         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1169 }
1170
1171 struct task_numa_env {
1172         struct task_struct *p;
1173
1174         int src_cpu, src_nid;
1175         int dst_cpu, dst_nid;
1176
1177         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1178
1179         int imbalance_pct;
1180         int dist;
1181
1182         struct task_struct *best_task;
1183         long best_imp;
1184         int best_cpu;
1185 };
1186
1187 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1188                              struct task_struct *p, long imp)
1189 {
1190         if (env->best_task)
1191                 put_task_struct(env->best_task);
1192         if (p)
1193                 get_task_struct(p);
1194
1195         env->best_task = p;
1196         env->best_imp = imp;
1197         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1198 }
1199
1200 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1201                                 struct task_numa_env *env)
1202 {
1203         long imb, old_imb;
1204         long orig_src_load, orig_dst_load;
1205         long src_capacity, dst_capacity;
1206
1207         /*
1208          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1209          *
1210          * src_load        dst_load
1211          * ------------ vs ---------
1212          * src_capacity    dst_capacity
1213          */
1214         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1215         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1216
1217         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1218         if (dst_load < src_load)
1219                 swap(dst_load, src_load);
1220
1221         /* Is the difference below the threshold? */
1222         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1223               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1224         if (imb <= 0)
1225                 return false;
1226
1227         /*
1228          * The imbalance is above the allowed threshold.
1229          * Compare it with the old imbalance.
1230          */
1231         orig_src_load = env->src_stats.load;
1232         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1233
1234         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1235                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1236
1237         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1238                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1239
1240         /* Would this change make things worse? */
1241         return (imb > old_imb);
1242 }
1243
1244 /*
1245  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1246  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1247  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1248  * be exchanged with the source task
1249  */
1250 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1251                               long taskimp, long groupimp)
1252 {
1253         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1254         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1255         struct task_struct *cur;
1256         long src_load, dst_load;
1257         long load;
1258         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1259         long moveimp = imp;
1260         int dist = env->dist;
1261
1262         rcu_read_lock();
1263
1264         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1265         cur = dst_rq->curr;
1266         /*
1267          * No need to move the exiting task, and this ensures that ->curr
1268          * wasn't reaped and thus get_task_struct() in task_numa_assign()
1269          * is safe under RCU read lock.
1270          * Note that rcu_read_lock() itself can't protect from the final
1271          * put_task_struct() after the last schedule().
1272          */
1273         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1274                 cur = NULL;
1275         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1276
1277         /*
1278          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1279          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1280          */
1281         if (cur == env->p)
1282                 goto unlock;
1283
1284         /*
1285          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1286          * source and destination node. Calculate the total differential for
1287          * the source task and potential destination task. The more negative
1288          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1289          * be incurred if the tasks were swapped.
1290          */
1291         if (cur) {
1292                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1293                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1294                         goto unlock;
1295
1296                 /*
1297                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1298                  * in any group then look only at task weights.
1299                  */
1300                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1301                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1302                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1303                         /*
1304                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1305                          * tasks within a group over tiny differences.
1306                          */
1307                         if (cur->numa_group)
1308                                 imp -= imp/16;
1309                 } else {
1310                         /*
1311                          * Compare the group weights. If a task is all by
1312                          * itself (not part of a group), use the task weight
1313                          * instead.
1314                          */
1315                         if (cur->numa_group)
1316                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1317                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1318                         else
1319                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1320                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1321                 }
1322         }
1323
1324         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1325                 goto unlock;
1326
1327         if (!cur) {
1328                 /* Is there capacity at our destination? */
1329                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1330                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1331                         goto unlock;
1332
1333                 goto balance;
1334         }
1335
1336         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1337         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1338                         dst_rq->nr_running == 1)
1339                 goto assign;
1340
1341         /*
1342          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1343          */
1344 balance:
1345         load = task_h_load(env->p);
1346         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1347         src_load = env->src_stats.load - load;
1348
1349         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1350                 /*
1351                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1352                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1353                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1354                  * so an actually idle CPU will win.
1355                  */
1356                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1357                         imp = moveimp - 1;
1358                         cur = NULL;
1359                         goto assign;
1360                 }
1361         }
1362
1363         if (imp <= env->best_imp)
1364                 goto unlock;
1365
1366         if (cur) {
1367                 load = task_h_load(cur);
1368                 dst_load -= load;
1369                 src_load += load;
1370         }
1371
1372         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1373                 goto unlock;
1374
1375         /*
1376          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1377          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1378          */
1379         if (!cur)
1380                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->dst_cpu);
1381
1382 assign:
1383         task_numa_assign(env, cur, imp);
1384 unlock:
1385         rcu_read_unlock();
1386 }
1387
1388 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1389                                 long taskimp, long groupimp)
1390 {
1391         int cpu;
1392
1393         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1394                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1395                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1396                         continue;
1397
1398                 env->dst_cpu = cpu;
1399                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1400         }
1401 }
1402
1403 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1404 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1405 {
1406         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1407         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1408
1409         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1410                 return false;
1411
1412         /*
1413          * Only consider a task move if the source has a higher load
1414          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1415          *
1416          *      src->load                dst->load
1417          * --------------------- vs ---------------------
1418          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1419          */
1420         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1421
1422             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1423                 return true;
1424
1425         return false;
1426 }
1427
1428 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1429 {
1430         struct task_numa_env env = {
1431                 .p = p,
1432
1433                 .src_cpu = task_cpu(p),
1434                 .src_nid = task_node(p),
1435
1436                 .imbalance_pct = 112,
1437
1438                 .best_task = NULL,
1439                 .best_imp = 0,
1440                 .best_cpu = -1
1441         };
1442         struct sched_domain *sd;
1443         unsigned long taskweight, groupweight;
1444         int nid, ret, dist;
1445         long taskimp, groupimp;
1446
1447         /*
1448          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1449          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1450          *
1451          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1452          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1453          * to satisfy here.
1454          */
1455         rcu_read_lock();
1456         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1457         if (sd)
1458                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1459         rcu_read_unlock();
1460
1461         /*
1462          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1463          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1464          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1465          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1466          */
1467         if (unlikely(!sd)) {
1468                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1469                 return -EINVAL;
1470         }
1471
1472         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1473         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1474         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1475         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1476         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1477         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1478         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1479         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1480
1481         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1482         if (numa_has_capacity(&env))
1483                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1484
1485         /*
1486          * Look at other nodes in these cases:
1487          * - there is no space available on the preferred_nid
1488          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1489          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1490          *   we need to check other locations.
1491          */
1492         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1493                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1494                 for_each_online_node(nid) {
1495                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1496                                 continue;
1497
1498                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1499                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1500                                                 dist != env.dist) {
1501                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1502                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1503                         }
1504
1505                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1506                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1507                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1508                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1509                                 continue;
1510
1511                         env.dist = dist;
1512                         env.dst_nid = nid;
1513                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1514                         if (numa_has_capacity(&env))
1515                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1516                 }
1517         }
1518
1519         /*
1520          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1521          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1522          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1523          * settle down.
1524          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1525          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1526          */
1527         if (p->numa_group) {
1528                 if (env.best_cpu == -1)
1529                         nid = env.src_nid;
1530                 else
1531                         nid = env.dst_nid;
1532
1533                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1534                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1535         }
1536
1537         /* No better CPU than the current one was found. */
1538         if (env.best_cpu == -1)
1539                 return -EAGAIN;
1540
1541         /*
1542          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1543          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1544          */
1545         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1546
1547         if (env.best_task == NULL) {
1548                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1549                 if (ret != 0)
1550                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1551                 return ret;
1552         }
1553
1554         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1555         if (ret != 0)
1556                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1557         put_task_struct(env.best_task);
1558         return ret;
1559 }
1560
1561 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1562 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1563 {
1564         unsigned long interval = HZ;
1565
1566         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1567         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1568                 return;
1569
1570         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1571         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1572         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1573
1574         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1575         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1576                 return;
1577
1578         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1579         task_numa_migrate(p);
1580 }
1581
1582 /*
1583  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1584  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1585  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1586  * located.
1587  *
1588  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1589  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1590  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1591  * only removed when they drop below 3/16.
1592  */
1593 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1594 {
1595         unsigned long faults, max_faults = 0;
1596         int nid;
1597
1598         for_each_online_node(nid) {
1599                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1600                 if (faults > max_faults)
1601                         max_faults = faults;
1602         }
1603
1604         for_each_online_node(nid) {
1605                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1606                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1607                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1608                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1609                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1610                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1611         }
1612 }
1613
1614 /*
1615  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1616  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1617  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1618  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1619  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1620  */
1621 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1622 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1623
1624 /*
1625  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1626  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1627  * the page accesses are shared with other processes.
1628  * Otherwise, decrease the scan period.
1629  */
1630 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1631                         unsigned long shared, unsigned long private)
1632 {
1633         unsigned int period_slot;
1634         int ratio;
1635         int diff;
1636
1637         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1638         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1639
1640         /*
1641          * If there were no record hinting faults then either the task is
1642          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1643          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1644          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1645          * node is overloaded. In either case, scan slower
1646          */
1647         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1648                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1649                         p->numa_scan_period << 1);
1650
1651                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1652                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1653
1654                 return;
1655         }
1656
1657         /*
1658          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1659          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1660          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1661          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1662          */
1663         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1664         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1665         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1666                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1667                 if (!slot)
1668                         slot = 1;
1669                 diff = slot * period_slot;
1670         } else {
1671                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1672
1673                 /*
1674                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1675                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1676                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1677                  * speaking the intent is that there is little point
1678                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1679                  * simply bounce migrations uselessly
1680                  */
1681                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1682                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1683         }
1684
1685         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1686                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1687         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1688 }
1689
1690 /*
1691  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1692  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1693  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1694  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1695  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1696  */
1697 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1698 {
1699         u64 runtime, delta, now;
1700         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1701         now = p->se.exec_start;
1702         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1703
1704         if (p->last_task_numa_placement) {
1705                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1706                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1707         } else {
1708                 delta = p->se.avg.load_sum / p->se.load.weight;
1709                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1710         }
1711
1712         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1713         p->last_task_numa_placement = now;
1714
1715         return delta;
1716 }
1717
1718 /*
1719  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1720  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1721  * otherwise workloads might not converge.
1722  */
1723 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1724 {
1725         nodemask_t nodes;
1726         int dist;
1727
1728         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1729         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1730                 return nid;
1731
1732         /*
1733          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1734          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1735          * both the node itself, and on nearby nodes.
1736          */
1737         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1738                 unsigned long score, max_score = 0;
1739                 int node, max_node = nid;
1740
1741                 dist = sched_max_numa_distance;
1742
1743                 for_each_online_node(node) {
1744                         score = group_weight(p, node, dist);
1745                         if (score > max_score) {
1746                                 max_score = score;
1747                                 max_node = node;
1748                         }
1749                 }
1750                 return max_node;
1751         }
1752
1753         /*
1754          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1755          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1756          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1757          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1758          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1759          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1760          * keep the complexity of the search down.
1761          */
1762         nodes = node_online_map;
1763         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1764                 unsigned long max_faults = 0;
1765                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1766                 int a, b;
1767
1768                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1769                 if (!find_numa_distance(dist))
1770                         continue;
1771
1772                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1773                         unsigned long faults = 0;
1774                         nodemask_t this_group;
1775                         nodes_clear(this_group);
1776
1777                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1778                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1779                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1780                                         faults += group_faults(p, b);
1781                                         node_set(b, this_group);
1782                                         node_clear(b, nodes);
1783                                 }
1784                         }
1785
1786                         /* Remember the top group. */
1787                         if (faults > max_faults) {
1788                                 max_faults = faults;
1789                                 max_group = this_group;
1790                                 /*
1791                                  * subtle: at the smallest distance there is
1792                                  * just one node left in each "group", the
1793                                  * winner is the preferred nid.
1794                                  */
1795                                 nid = a;
1796                         }
1797                 }
1798                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1799                 if (!max_faults)
1800                         break;
1801                 nodes = max_group;
1802         }
1803         return nid;
1804 }
1805
1806 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1807 {
1808         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1809         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1810         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1811         unsigned long total_faults;
1812         u64 runtime, period;
1813         spinlock_t *group_lock = NULL;
1814
1815         /*
1816          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
1817          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
1818          * that the field is read in a single access:
1819          */
1820         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1821         if (p->numa_scan_seq == seq)
1822                 return;
1823         p->numa_scan_seq = seq;
1824         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1825
1826         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1827                        p->numa_faults_locality[1];
1828         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1829
1830         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1831         if (p->numa_group) {
1832                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1833                 spin_lock_irq(group_lock);
1834         }
1835
1836         /* Find the node with the highest number of faults */
1837         for_each_online_node(nid) {
1838                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1839                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1840                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1841                 int priv;
1842
1843                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1844                         long diff, f_diff, f_weight;
1845
1846                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1847                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1848                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1849                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1850
1851                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1852                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1853                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1854                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1855
1856                         /*
1857                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1858                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1859                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1860                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1861                          * faults are less important.
1862                          */
1863                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1864                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1865                                    (total_faults + 1);
1866                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1867                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1868
1869                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1870                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1871                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1872                         p->total_numa_faults += diff;
1873                         if (p->numa_group) {
1874                                 /*
1875                                  * safe because we can only change our own group
1876                                  *
1877                                  * mem_idx represents the offset for a given
1878                                  * nid and priv in a specific region because it
1879                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1880                                  */
1881                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1882                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1883                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1884                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1885                         }
1886                 }
1887
1888                 if (faults > max_faults) {
1889                         max_faults = faults;
1890                         max_nid = nid;
1891                 }
1892
1893                 if (group_faults > max_group_faults) {
1894                         max_group_faults = group_faults;
1895                         max_group_nid = nid;
1896                 }
1897         }
1898
1899         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1900
1901         if (p->numa_group) {
1902                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1903                 spin_unlock_irq(group_lock);
1904                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1905         }
1906
1907         if (max_faults) {
1908                 /* Set the new preferred node */
1909                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1910                         sched_setnuma(p, max_nid);
1911
1912                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1913                         numa_migrate_preferred(p);
1914         }
1915 }
1916
1917 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1918 {
1919         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1920 }
1921
1922 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1923 {
1924         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1925                 kfree_rcu(grp, rcu);
1926 }
1927
1928 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1929                         int *priv)
1930 {
1931         struct numa_group *grp, *my_grp;
1932         struct task_struct *tsk;
1933         bool join = false;
1934         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1935         int i;
1936
1937         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1938                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1939                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1940
1941                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1942                 if (!grp)
1943                         return;
1944
1945                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1946                 spin_lock_init(&grp->lock);
1947                 grp->gid = p->pid;
1948                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1949                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1950                                                 nr_node_ids;
1951
1952                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1953
1954                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1955                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1956
1957                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1958
1959                 grp->nr_tasks++;
1960                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1961         }
1962
1963         rcu_read_lock();
1964         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1965
1966         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1967                 goto no_join;
1968
1969         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1970         if (!grp)
1971                 goto no_join;
1972
1973         my_grp = p->numa_group;
1974         if (grp == my_grp)
1975                 goto no_join;
1976
1977         /*
1978          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1979          * the other task will join us.
1980          */
1981         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1982                 goto no_join;
1983
1984         /*
1985          * Tie-break on the grp address.
1986          */
1987         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1988                 goto no_join;
1989
1990         /* Always join threads in the same process. */
1991         if (tsk->mm == current->mm)
1992                 join = true;
1993
1994         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1995         if (flags & TNF_SHARED)
1996                 join = true;
1997
1998         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1999         *priv = !join;
2000
2001         if (join && !get_numa_group(grp))
2002                 goto no_join;
2003
2004         rcu_read_unlock();
2005
2006         if (!join)
2007                 return;
2008
2009         BUG_ON(irqs_disabled());
2010         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2011
2012         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2013                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2014                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2015         }
2016         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2017         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2018
2019         my_grp->nr_tasks--;
2020         grp->nr_tasks++;
2021
2022         spin_unlock(&my_grp->lock);
2023         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2024
2025         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2026
2027         put_numa_group(my_grp);
2028         return;
2029
2030 no_join:
2031         rcu_read_unlock();
2032         return;
2033 }
2034
2035 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2036 {
2037         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2038         void *numa_faults = p->numa_faults;
2039         unsigned long flags;
2040         int i;
2041
2042         if (grp) {
2043                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2044                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2045                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2046                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2047
2048                 grp->nr_tasks--;
2049                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2050                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2051                 put_numa_group(grp);
2052         }
2053
2054         p->numa_faults = NULL;
2055         kfree(numa_faults);
2056 }
2057
2058 /*
2059  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2060  */
2061 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2062 {
2063         struct task_struct *p = current;
2064         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2065         int cpu_node = task_node(current);
2066         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2067         int priv;
2068
2069         if (!numabalancing_enabled)
2070                 return;
2071
2072         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2073         if (!p->mm)
2074                 return;
2075
2076         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2077         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2078                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2079                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2080
2081                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2082                 if (!p->numa_faults)
2083                         return;
2084
2085                 p->total_numa_faults = 0;
2086                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2087         }
2088
2089         /*
2090          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2091          * to be private if the accessing pid has not changed
2092          */
2093         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2094                 priv = 1;
2095         } else {
2096                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2097                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2098                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2099         }
2100
2101         /*
2102          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2103          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2104          * actively using should be counted as local. This allows the
2105          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2106          */
2107         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2108                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2109                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2110                 local = 1;
2111
2112         task_numa_placement(p);
2113
2114         /*
2115          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2116          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2117          */
2118         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2119                 numa_migrate_preferred(p);
2120
2121         if (migrated)
2122                 p->numa_pages_migrated += pages;
2123         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2124                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2125
2126         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2127         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2128         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2129 }
2130
2131 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2132 {
2133         /*
2134          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2135          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2136          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2137          * much of an issue though, since this is just used for
2138          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2139          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2140          */
2141         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2142         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2143 }
2144
2145 /*
2146  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2147  * Triggered from task_tick_numa().
2148  */
2149 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2150 {
2151         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2152         struct task_struct *p = current;
2153         struct mm_struct *mm = p->mm;
2154         struct vm_area_struct *vma;
2155         unsigned long start, end;
2156         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2157         long pages;
2158
2159         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2160
2161         work->next = work; /* protect against double add */
2162         /*
2163          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2164          *
2165          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2166          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2167          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2168          * work.
2169          */
2170         if (p->flags & PF_EXITING)
2171                 return;
2172
2173         if (!mm->numa_next_scan) {
2174                 mm->numa_next_scan = now +
2175                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2176         }
2177
2178         /*
2179          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2180          */
2181         migrate = mm->numa_next_scan;
2182         if (time_before(now, migrate))
2183                 return;
2184
2185         if (p->numa_scan_period == 0) {
2186                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2187                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2188         }
2189
2190         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2191         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2192                 return;
2193
2194         /*
2195          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2196          * the next time around.
2197          */
2198         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2199
2200         start = mm->numa_scan_offset;
2201         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2202         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2203         if (!pages)
2204                 return;
2205
2206         down_read(&mm->mmap_sem);
2207         vma = find_vma(mm, start);
2208         if (!vma) {
2209                 reset_ptenuma_scan(p);
2210                 start = 0;
2211                 vma = mm->mmap;
2212         }
2213         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2214                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2215                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2216                         continue;
2217                 }
2218
2219                 /*
2220                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2221                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2222                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2223                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2224                  */
2225                 if (!vma->vm_mm ||
2226                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2227                         continue;
2228
2229                 /*
2230                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2231                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2232                  */
2233                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2234                         continue;
2235
2236                 do {
2237                         start = max(start, vma->vm_start);
2238                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2239                         end = min(end, vma->vm_end);
2240                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
2241
2242                         /*
2243                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
2244                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
2245                          * address space is quickly skipped.
2246                          */
2247                         if (nr_pte_updates)
2248                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2249
2250                         start = end;
2251                         if (pages <= 0)
2252                                 goto out;
2253
2254                         cond_resched();
2255                 } while (end != vma->vm_end);
2256         }
2257
2258 out:
2259         /*
2260          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2261          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2262          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2263          * scanner to the start so check it now.
2264          */
2265         if (vma)
2266                 mm->numa_scan_offset = start;
2267         else
2268                 reset_ptenuma_scan(p);
2269         up_read(&mm->mmap_sem);
2270 }
2271
2272 /*
2273  * Drive the periodic memory faults..
2274  */
2275 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2276 {
2277         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2278         u64 period, now;
2279
2280         /*
2281          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2282          */
2283         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2284                 return;
2285
2286         /*
2287          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2288          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2289          * task needs to have done some actual work before we bother with
2290          * NUMA placement.
2291          */
2292         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2293         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2294
2295         if (now - curr->node_stamp > period) {
2296                 if (!curr->node_stamp)
2297                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2298                 curr->node_stamp += period;
2299
2300                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2301                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2302                         task_work_add(curr, work, true);
2303                 }
2304         }
2305 }
2306 #else
2307 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2308 {
2309 }
2310
2311 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2312 {
2313 }
2314
2315 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2316 {
2317 }
2318 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2319
2320 static void
2321 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2322 {
2323         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2324         if (!parent_entity(se))
2325                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2326 #ifdef CONFIG_SMP
2327         if (entity_is_task(se)) {
2328                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2329
2330                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2331                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2332         }
2333 #endif
2334         cfs_rq->nr_running++;
2335 }
2336
2337 static void
2338 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2339 {
2340         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2341         if (!parent_entity(se))
2342                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2343         if (entity_is_task(se)) {
2344                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2345                 list_del_init(&se->group_node);
2346         }
2347         cfs_rq->nr_running--;
2348 }
2349
2350 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2351 # ifdef CONFIG_SMP
2352 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2353 {
2354         long tg_weight;
2355
2356         /*
2357          * Use this CPU's real-time load instead of the last load contribution
2358          * as the updating of the contribution is delayed, and we will use the
2359          * the real-time load to calc the share. See update_tg_load_avg().
2360          */
2361         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2362         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2363         tg_weight += cfs_rq->avg.load_avg;
2364
2365         return tg_weight;
2366 }
2367
2368 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2369 {
2370         long tg_weight, load, shares;
2371
2372         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2373         load = cfs_rq->avg.load_avg;
2374
2375         shares = (tg->shares * load);
2376         if (tg_weight)
2377                 shares /= tg_weight;
2378
2379         if (shares < MIN_SHARES)
2380                 shares = MIN_SHARES;
2381         if (shares > tg->shares)
2382                 shares = tg->shares;
2383
2384         return shares;
2385 }
2386 # else /* CONFIG_SMP */
2387 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2388 {
2389         return tg->shares;
2390 }
2391 # endif /* CONFIG_SMP */
2392 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2393                             unsigned long weight)
2394 {
2395         if (se->on_rq) {
2396                 /* commit outstanding execution time */
2397                 if (cfs_rq->curr == se)
2398                         update_curr(cfs_rq);
2399                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2400         }
2401
2402         update_load_set(&se->load, weight);
2403
2404         if (se->on_rq)
2405                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2406 }
2407
2408 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2409
2410 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2411 {
2412         struct task_group *tg;
2413         struct sched_entity *se;
2414         long shares;
2415
2416         tg = cfs_rq->tg;
2417         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2418         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2419                 return;
2420 #ifndef CONFIG_SMP
2421         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2422                 return;
2423 #endif
2424         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2425
2426         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2427 }
2428 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2429 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2430 {
2431 }
2432 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2433
2434 #ifdef CONFIG_SMP
2435 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2436 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2437         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2438         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2439         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2440         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2441         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2442         0x85aac367, 0x82cd8698,
2443 };
2444
2445 /*
2446  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2447  * over-estimates when re-combining.
2448  */
2449 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2450             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2451          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2452         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2453 };
2454
2455 /*
2456  * Approximate:
2457  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2458  */
2459 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2460 {
2461         unsigned int local_n;
2462
2463         if (!n)
2464                 return val;
2465         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2466                 return 0;
2467
2468         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2469         local_n = n;
2470
2471         /*
2472          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2473          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2474          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2475          *
2476          * To achieve constant time decay_load.
2477          */
2478         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2479                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2480                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2481         }
2482
2483         val = mul_u64_u32_shr(val, runnable_avg_yN_inv[local_n], 32);
2484         return val;
2485 }
2486
2487 /*
2488  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2489  * average will be: \Sum 1024*y^n
2490  *
2491  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2492  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2493  */
2494 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2495 {
2496         u32 contrib = 0;
2497
2498         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2499                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2500         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2501                 return LOAD_AVG_MAX;
2502
2503         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2504         do {
2505                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2506                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2507
2508                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2509         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2510
2511         contrib = decay_load(contrib, n);
2512         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2513 }
2514
2515 /*
2516  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2517  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2518  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2519  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2520  *
2521  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2522  *      p0            p1           p2
2523  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2524  *
2525  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2526  *
2527  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2528  * following representation of historical load:
2529  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2530  *
2531  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2532  *   y^32 = 0.5
2533  *
2534  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2535  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2536  * (u_0).
2537  *
2538  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2539  * sum again by y is sufficient to update:
2540  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2541  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2542  */
2543 static __always_inline int
2544 __update_load_avg(u64 now, int cpu, struct sched_avg *sa,
2545                   unsigned long weight, int running)
2546 {
2547         u64 delta, periods;
2548         u32 contrib;
2549         int delta_w, decayed = 0;
2550         unsigned long scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2551
2552         delta = now - sa->last_update_time;
2553         /*
2554          * This should only happen when time goes backwards, which it
2555          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2556          */
2557         if ((s64)delta < 0) {
2558                 sa->last_update_time = now;
2559                 return 0;
2560         }
2561
2562         /*
2563          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2564          * approximation of 1us and fast to compute.
2565          */
2566         delta >>= 10;
2567         if (!delta)
2568                 return 0;
2569         sa->last_update_time = now;
2570
2571         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2572         delta_w = sa->period_contrib;
2573         if (delta + delta_w >= 1024) {
2574                 decayed = 1;
2575
2576                 /* how much left for next period will start over, we don't know yet */
2577                 sa->period_contrib = 0;
2578
2579                 /*
2580                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2581                  * out how much from delta we need to complete the current
2582                  * period and accrue it.
2583                  */
2584                 delta_w = 1024 - delta_w;
2585                 if (weight)
2586                         sa->load_sum += weight * delta_w;
2587                 if (running)
2588                         sa->util_sum += delta_w * scale_freq >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
2589
2590                 delta -= delta_w;
2591
2592                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2593                 periods = delta / 1024;
2594                 delta %= 1024;
2595
2596                 sa->load_sum = decay_load(sa->load_sum, periods + 1);
2597                 sa->util_sum = decay_load((u64)(sa->util_sum), periods + 1);
2598
2599                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2600                 contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2601                 if (weight)
2602                         sa->load_sum += weight * contrib;
2603                 if (running)
2604                         sa->util_sum += contrib * scale_freq >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
2605         }
2606
2607         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2608         if (weight)
2609                 sa->load_sum += weight * delta;
2610         if (running)
2611                 sa->util_sum += delta * scale_freq >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
2612
2613         sa->period_contrib += delta;
2614
2615         if (decayed) {
2616                 sa->load_avg = div_u64(sa->load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2617                 sa->util_avg = (sa->util_sum << SCHED_LOAD_SHIFT) / LOAD_AVG_MAX;
2618         }
2619
2620         return decayed;
2621 }
2622
2623 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2624 /*
2625  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share (which is done)
2626  * and effective_load (which is not done because it is too costly).
2627  */
2628 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
2629 {
2630         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2631
2632         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
2633                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
2634                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
2635         }
2636 }
2637
2638 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2639 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
2640 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2641
2642 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2643
2644 /* Group cfs_rq's load_avg is used for task_h_load and update_cfs_share */
2645 static inline int update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
2646 {
2647         int decayed;
2648         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
2649
2650         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
2651                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
2652                 sa->load_avg = max_t(long, sa->load_avg - r, 0);
2653                 sa->load_sum = max_t(s64, sa->load_sum - r * LOAD_AVG_MAX, 0);
2654         }
2655
2656         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
2657                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
2658                 sa->util_avg = max_t(long, sa->util_avg - r, 0);
2659                 sa->util_sum = max_t(s32, sa->util_sum -
2660                         ((r * LOAD_AVG_MAX) >> SCHED_LOAD_SHIFT), 0);
2661         }
2662
2663         decayed = __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2664                 scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->curr != NULL);
2665
2666 #ifndef CONFIG_64BIT
2667         smp_wmb();
2668         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
2669 #endif
2670
2671         return decayed;
2672 }
2673
2674 /* Update task and its cfs_rq load average */
2675 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg)
2676 {
2677         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2678         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
2679         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2680
2681         /*
2682          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
2683          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
2684          */
2685         __update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
2686                 se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight), cfs_rq->curr == se);
2687
2688         if (update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq) && update_tg)
2689                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2690 }
2691
2692 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
2693 static inline void
2694 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2695 {
2696         struct sched_avg *sa = &se->avg;
2697         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2698         int migrated = 0, decayed;
2699
2700         if (sa->last_update_time == 0) {
2701                 sa->last_update_time = now;
2702                 migrated = 1;
2703         }
2704         else {
2705                 __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2706                         se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight), cfs_rq->curr == se);
2707         }
2708
2709         decayed = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
2710
2711         if (migrated) {
2712                 cfs_rq->avg.load_avg += sa->load_avg;
2713                 cfs_rq->avg.load_sum += sa->load_sum;
2714                 cfs_rq->avg.util_avg += sa->util_avg;
2715                 cfs_rq->avg.util_sum += sa->util_sum;
2716         }
2717
2718         if (decayed || migrated)
2719                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2720 }
2721
2722 /*
2723  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
2724  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
2725  */
2726 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
2727 {
2728         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2729         u64 last_update_time;
2730
2731 #ifndef CONFIG_64BIT
2732         u64 last_update_time_copy;
2733
2734         do {
2735                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
2736                 smp_rmb();
2737                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2738         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
2739 #else
2740         last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2741 #endif
2742
2743         __update_load_avg(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), &se->avg, 0, 0);
2744         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
2745         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
2746 }
2747
2748 /*
2749  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2750  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2751  * be the only way to update the runnable statistic.
2752  */
2753 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2754 {
2755 }
2756
2757 /*
2758  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2759  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2760  * be the only way to update the runnable statistic.
2761  */
2762 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2763 {
2764 }
2765
2766 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2767
2768 #else /* CONFIG_SMP */
2769
2770 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg) {}
2771 static inline void
2772 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2773 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
2774
2775 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2776 {
2777         return 0;
2778 }
2779
2780 #endif /* CONFIG_SMP */
2781
2782 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2783 {
2784 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2785         struct task_struct *tsk = NULL;
2786
2787         if (entity_is_task(se))
2788                 tsk = task_of(se);
2789
2790         if (se->statistics.sleep_start) {
2791                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2792
2793                 if ((s64)delta < 0)
2794                         delta = 0;
2795
2796                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2797                         se->statistics.sleep_max = delta;
2798
2799                 se->statistics.sleep_start = 0;
2800                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2801
2802                 if (tsk) {
2803                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2804                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2805                 }
2806         }
2807         if (se->statistics.block_start) {
2808                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2809
2810                 if ((s64)delta < 0)
2811                         delta = 0;
2812
2813                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2814                         se->statistics.block_max = delta;
2815
2816                 se->statistics.block_start = 0;
2817                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2818
2819                 if (tsk) {
2820                         if (tsk->in_iowait) {
2821                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2822                                 se->statistics.iowait_count++;
2823                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2824                         }
2825
2826                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2827
2828                         /*
2829                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2830                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2831                          * amount of time that the task spent sleeping:
2832                          */
2833                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2834                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2835                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2836                                                 delta >> 20);
2837                         }
2838                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2839                 }
2840         }
2841 #endif
2842 }
2843
2844 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2845 {
2846 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2847         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2848
2849         if (d < 0)
2850                 d = -d;
2851
2852         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2853                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2854 #endif
2855 }
2856
2857 static void
2858 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2859 {
2860         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2861
2862         /*
2863          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2864          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2865          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2866          * stays open at the end.
2867          */
2868         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2869                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2870
2871         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2872         if (!initial) {
2873                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2874
2875                 /*
2876                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2877                  * for a gentler effect of sleepers:
2878                  */
2879                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2880                         thresh >>= 1;
2881
2882                 vruntime -= thresh;
2883         }
2884
2885         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2886         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2887 }
2888
2889 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2890
2891 static void
2892 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2893 {
2894         /*
2895          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2896          * through calling update_curr().
2897          */
2898         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2899                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2900
2901         /*
2902          * Update run-time statistics of the 'current'.
2903          */
2904         update_curr(cfs_rq);
2905         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
2906         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2907         update_cfs_shares(cfs_rq);
2908
2909         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2910                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2911                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2912         }
2913
2914         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2915         check_spread(cfs_rq, se);
2916         if (se != cfs_rq->curr)
2917                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2918         se->on_rq = 1;
2919
2920         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2921                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2922                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2923         }
2924 }
2925
2926 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2927 {
2928         for_each_sched_entity(se) {
2929                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2930                 if (cfs_rq->last != se)
2931                         break;
2932
2933                 cfs_rq->last = NULL;
2934         }
2935 }
2936
2937 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2938 {
2939         for_each_sched_entity(se) {
2940                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2941                 if (cfs_rq->next != se)
2942                         break;
2943
2944                 cfs_rq->next = NULL;
2945         }
2946 }
2947
2948 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2949 {
2950         for_each_sched_entity(se) {
2951                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2952                 if (cfs_rq->skip != se)
2953                         break;
2954
2955                 cfs_rq->skip = NULL;
2956         }
2957 }
2958
2959 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2960 {
2961         if (cfs_rq->last == se)
2962                 __clear_buddies_last(se);
2963
2964         if (cfs_rq->next == se)
2965                 __clear_buddies_next(se);
2966
2967         if (cfs_rq->skip == se)
2968                 __clear_buddies_skip(se);
2969 }
2970
2971 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2972
2973 static void
2974 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2975 {
2976         /*
2977          * Update run-time statistics of the 'current'.
2978          */
2979         update_curr(cfs_rq);
2980         update_load_avg(se, 1);
2981
2982         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2983         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2984 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2985                 if (entity_is_task(se)) {
2986                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2987
2988                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2989                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2990                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2991                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2992                 }
2993 #endif
2994         }
2995
2996         clear_buddies(cfs_rq, se);
2997
2998         if (se != cfs_rq->curr)
2999                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3000         se->on_rq = 0;
3001         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3002
3003         /*
3004          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3005          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3006          * movement in our normalized position.
3007          */
3008         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3009                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3010
3011         /* return excess runtime on last dequeue */
3012         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3013
3014         update_min_vruntime(cfs_rq);
3015         update_cfs_shares(cfs_rq);
3016 }
3017
3018 /*
3019  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3020  */
3021 static void
3022 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3023 {
3024         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3025         struct sched_entity *se;
3026         s64 delta;
3027
3028         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3029         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3030         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3031                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3032                 /*
3033                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3034                  * re-elected due to buddy favours.
3035                  */
3036                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3037                 return;
3038         }
3039
3040         /*
3041          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3042          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3043          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3044          */
3045         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3046                 return;
3047
3048         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3049         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3050
3051         if (delta < 0)
3052                 return;
3053
3054         if (delta > ideal_runtime)
3055                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3056 }
3057
3058 static void
3059 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3060 {
3061         /* 'current' is not kept within the tree. */
3062         if (se->on_rq) {
3063                 /*
3064                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3065                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3066                  * runqueue.
3067                  */
3068                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3069                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3070                 update_load_avg(se, 1);
3071         }
3072
3073         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3074         cfs_rq->curr = se;
3075 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3076         /*
3077          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3078          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3079          * when there are only lesser-weight tasks around):
3080          */
3081         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3082                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3083                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3084         }
3085 #endif
3086         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3087 }
3088
3089 static int
3090 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3091
3092 /*
3093  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3094  * 1) keep things fair between processes/task groups
3095  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3096  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3097  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3098  */
3099 static struct sched_entity *
3100 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3101 {
3102         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3103         struct sched_entity *se;
3104
3105         /*
3106          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3107          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3108          */
3109         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3110                 left = curr;
3111
3112         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3113
3114         /*
3115          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3116          * be done without getting too unfair.
3117          */
3118         if (cfs_rq->skip == se) {
3119                 struct sched_entity *second;
3120
3121                 if (se == curr) {
3122                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3123                 } else {
3124                         second = __pick_next_entity(se);
3125                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3126                                 second = curr;
3127                 }
3128
3129                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3130                         se = second;
3131         }
3132
3133         /*
3134          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3135          */
3136         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3137                 se = cfs_rq->last;
3138
3139         /*
3140          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3141          */
3142         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3143                 se = cfs_rq->next;
3144
3145         clear_buddies(cfs_rq, se);
3146
3147         return se;
3148 }
3149
3150 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3151
3152 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3153 {
3154         /*
3155          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3156          * was not called and update_curr() has to be done:
3157          */
3158         if (prev->on_rq)
3159                 update_curr(cfs_rq);
3160
3161         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3162         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3163
3164         check_spread(cfs_rq, prev);
3165         if (prev->on_rq) {
3166                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3167                 /* Put 'current' back into the tree. */
3168                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3169                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3170                 update_load_avg(prev, 0);
3171         }
3172         cfs_rq->curr = NULL;
3173 }
3174
3175 static void
3176 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3177 {
3178         /*
3179          * Update run-time statistics of the 'current'.
3180          */
3181         update_curr(cfs_rq);
3182
3183         /*
3184          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3185          */
3186         update_load_avg(curr, 1);
3187         update_cfs_shares(cfs_rq);
3188
3189 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3190         /*
3191          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3192          * validating it and just reschedule.
3193          */
3194         if (queued) {
3195                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3196                 return;
3197         }
3198         /*
3199          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3200          */
3201         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3202                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3203                 return;
3204 #endif
3205
3206         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3207                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3208 }
3209
3210
3211 /**************************************************
3212  * CFS bandwidth control machinery
3213  */
3214
3215 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3216
3217 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3218 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3219
3220 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3221 {
3222         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3223 }
3224
3225 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3226 {
3227         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3228 }
3229
3230 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3231 {
3232         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3233 }
3234 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3235 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3236 {
3237         return true;
3238 }
3239
3240 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3241 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3242 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3243
3244 /*
3245  * default period for cfs group bandwidth.
3246  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3247  */
3248 static inline u64 default_cfs_period(void)
3249 {
3250         return 100000000ULL;
3251 }
3252
3253 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3254 {
3255         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3256 }
3257
3258 /*
3259  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3260  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3261  * additional synchronization around rq->lock.
3262  *
3263  * requires cfs_b->lock
3264  */
3265 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3266 {
3267         u64 now;
3268
3269         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3270                 return;
3271
3272         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3273         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3274         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3275 }
3276
3277 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3278 {
3279         return &tg->cfs_bandwidth;
3280 }
3281
3282 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3283 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3284 {
3285         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3286                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3287
3288         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3289 }
3290
3291 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3292 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3293 {
3294         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3295         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3296         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3297
3298         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3299         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3300
3301         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3302         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3303                 amount = min_amount;
3304         else {
3305                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3306
3307                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3308                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3309                         cfs_b->runtime -= amount;
3310                         cfs_b->idle = 0;
3311                 }
3312         }
3313         expires = cfs_b->runtime_expires;
3314         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3315
3316         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3317         /*
3318          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3319          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3320          * issued.
3321          */
3322         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3323                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3324
3325         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3326 }
3327
3328 /*
3329  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3330  * fact that rq->clock snapshots this value.
3331  */
3332 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3333 {
3334         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3335
3336         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3337         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3338                 return;
3339
3340         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3341                 return;
3342
3343         /*
3344          * If the local deadline has passed we have to consider the
3345          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3346          * has not truly expired.
3347          *
3348          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3349          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3350          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3351          * exact equality, so a partial write will still work.
3352          */
3353
3354         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3355                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3356                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3357         } else {
3358                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3359                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3360         }
3361 }
3362
3363 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3364 {
3365         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3366         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3367         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3368
3369         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3370                 return;
3371
3372         /*
3373          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3374          * hierarchy can be throttled
3375          */
3376         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3377                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3378 }
3379
3380 static __always_inline
3381 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3382 {
3383         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3384                 return;
3385
3386         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3387 }
3388
3389 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3390 {
3391         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3392 }
3393
3394 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3395 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3396 {
3397         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3398 }
3399
3400 /*
3401  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3402  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3403  * load-balance operations.
3404  */
3405 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3406                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3407 {
3408         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3409
3410         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3411         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3412
3413         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3414                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3415 }
3416
3417 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3418 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3419 {
3420         struct rq *rq = data;
3421         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3422
3423         cfs_rq->throttle_count--;
3424 #ifdef CONFIG_SMP
3425         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3426                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3427                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3428                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3429         }
3430 #endif
3431
3432         return 0;
3433 }
3434
3435 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3436 {
3437         struct rq *rq = data;
3438         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3439
3440         /* group is entering throttled state, stop time */
3441         if (!cfs_rq->throttle_count)
3442                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3443         cfs_rq->throttle_count++;
3444
3445         return 0;
3446 }
3447
3448 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3449 {
3450         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3451         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3452         struct sched_entity *se;
3453         long task_delta, dequeue = 1;
3454         bool empty;
3455
3456         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3457
3458         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3459         rcu_read_lock();
3460         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3461         rcu_read_unlock();
3462
3463         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3464         for_each_sched_entity(se) {
3465                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3466                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3467                 if (!se->on_rq)
3468                         break;
3469
3470                 if (dequeue)
3471                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3472                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3473
3474                 if (qcfs_rq->load.weight)
3475                         dequeue = 0;
3476         }
3477
3478         if (!se)
3479                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3480
3481         cfs_rq->throttled = 1;
3482         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3483         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3484         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3485
3486         /*
3487          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3488          * distribute_cfs_runtime will not see us
3489          */
3490         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3491
3492         /*
3493          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
3494          * timer is running.
3495          */
3496         if (empty)
3497                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3498
3499         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3500 }
3501
3502 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3503 {
3504         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3505         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3506         struct sched_entity *se;
3507         int enqueue = 1;
3508         long task_delta;
3509
3510         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3511
3512         cfs_rq->throttled = 0;
3513
3514         update_rq_clock(rq);
3515
3516         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3517         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3518         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3519         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3520
3521         /* update hierarchical throttle state */
3522         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3523
3524         if (!cfs_rq->load.weight)
3525                 return;
3526
3527         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3528         for_each_sched_entity(se) {
3529                 if (se->on_rq)
3530                         enqueue = 0;
3531
3532                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3533                 if (enqueue)
3534                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3535                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3536
3537                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3538                         break;
3539         }
3540
3541         if (!se)
3542                 add_nr_running(rq, task_delta);
3543
3544         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3545         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3546                 resched_curr(rq);
3547 }
3548
3549 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3550                 u64 remaining, u64 expires)
3551 {
3552         struct cfs_rq *cfs_rq;
3553         u64 runtime;
3554         u64 starting_runtime = remaining;
3555
3556         rcu_read_lock();
3557         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3558                                 throttled_list) {
3559                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3560
3561                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3562                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3563                         goto next;
3564
3565                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3566                 if (runtime > remaining)
3567                         runtime = remaining;
3568                 remaining -= runtime;
3569
3570                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3571                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3572
3573                 /* we check whether we're throttled above */
3574                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3575                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3576
3577 next:
3578                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3579
3580                 if (!remaining)
3581                         break;
3582         }
3583         rcu_read_unlock();
3584
3585         return starting_runtime - remaining;
3586 }
3587
3588 /*
3589  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3590  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3591  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3592  * used to track this state.
3593  */
3594 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3595 {
3596         u64 runtime, runtime_expires;
3597         int throttled;
3598
3599         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3600         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3601                 goto out_deactivate;
3602
3603         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3604         cfs_b->nr_periods += overrun;
3605
3606         /*
3607          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3608          * we're going inactive then everything else can be deferred
3609          */
3610         if (cfs_b->idle && !throttled)
3611                 goto out_deactivate;
3612
3613         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3614
3615         if (!throttled) {
3616                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3617                 cfs_b->idle = 1;
3618                 return 0;
3619         }
3620
3621         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3622         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3623
3624         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3625
3626         /*
3627          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3628          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3629          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3630          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3631          * only by limited amounts in that extreme case.
3632          */
3633         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3634                 runtime = cfs_b->runtime;
3635                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3636                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3637                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3638                                                  runtime_expires);
3639                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3640
3641                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3642
3643                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3644         }
3645
3646         /*
3647          * While we are ensured activity in the period following an
3648          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3649          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3650          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3651          */
3652         cfs_b->idle = 0;
3653
3654         return 0;
3655
3656 out_deactivate:
3657         return 1;
3658 }
3659
3660 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3661 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3662 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3663 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3664 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3665 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3666
3667 /*
3668  * Are we near the end of the current quota period?
3669  *
3670  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3671  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
3672  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3673  */
3674 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3675 {
3676         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3677         u64 remaining;
3678
3679         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3680         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3681                 return 1;
3682
3683         /* is a quota refresh about to occur? */
3684         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3685         if (remaining < min_expire)
3686                 return 1;
3687
3688         return 0;
3689 }
3690
3691 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3692 {
3693         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3694
3695         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3696         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3697                 return;
3698
3699         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
3700                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
3701                         HRTIMER_MODE_REL);
3702 }
3703
3704 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3705 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3706 {
3707         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3708         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3709
3710         if (slack_runtime <= 0)
3711                 return;
3712
3713         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3714         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3715             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3716                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3717
3718                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3719                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3720                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3721                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3722         }
3723         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3724
3725         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3726         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3727 }
3728
3729 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3730 {
3731         if (!cfs_bandwidth_used())
3732                 return;
3733
3734         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3735                 return;
3736
3737         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3738 }
3739
3740 /*
3741  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3742  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3743  */
3744 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3745 {
3746         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3747         u64 expires;
3748
3749         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3750         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3751         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3752                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3753                 return;
3754         }
3755
3756         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3757                 runtime = cfs_b->runtime;
3758
3759         expires = cfs_b->runtime_expires;
3760         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3761
3762         if (!runtime)
3763                 return;
3764
3765         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3766
3767         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3768         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3769                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3770         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3771 }
3772
3773 /*
3774  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3775  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3776  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3777  */
3778 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3779 {
3780         if (!cfs_bandwidth_used())
3781                 return;
3782
3783         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3784         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3785                 return;
3786
3787         /* ensure the group is not already throttled */
3788         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3789                 return;
3790
3791         /* update runtime allocation */
3792         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3793         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3794                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3795 }
3796
3797 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3798 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3799 {
3800         if (!cfs_bandwidth_used())
3801                 return false;
3802
3803         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3804                 return false;
3805
3806         /*
3807          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3808          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3809          */
3810         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3811                 return true;
3812
3813         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3814         return true;
3815 }
3816
3817 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3818 {
3819         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3820                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3821
3822         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3823
3824         return HRTIMER_NORESTART;
3825 }
3826
3827 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3828 {
3829         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3830                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3831         int overrun;
3832         int idle = 0;
3833
3834         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3835         for (;;) {
3836                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
3837                 if (!overrun)
3838                         break;
3839
3840                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3841         }
3842         if (idle)
3843                 cfs_b->period_active = 0;
3844         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3845
3846         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3847 }
3848
3849 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3850 {
3851         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3852         cfs_b->runtime = 0;
3853         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3854         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3855
3856         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3857         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
3858         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3859         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3860         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3861 }
3862
3863 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3864 {
3865         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3866         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3867 }
3868
3869 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3870 {
3871         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
3872
3873         if (!cfs_b->period_active) {
3874                 cfs_b->period_active = 1;
3875                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3876                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
3877         }
3878 }
3879
3880 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3881 {
3882         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
3883         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
3884                 return;
3885
3886         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3887         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3888 }
3889
3890 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
3891 {
3892         struct cfs_rq *cfs_rq;
3893
3894         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3895                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
3896
3897                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3898                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
3899                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3900         }
3901 }
3902
3903 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3904 {
3905         struct cfs_rq *cfs_rq;
3906
3907         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3908                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3909                         continue;
3910
3911                 /*
3912                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3913                  * there's some valid quota amount
3914                  */
3915                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
3916                 /*
3917                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
3918                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
3919                  */
3920                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3921
3922                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3923                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3924         }
3925 }
3926
3927 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3928 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3929 {
3930         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3931 }
3932
3933 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
3934 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
3935 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3936 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3937
3938 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3939 {
3940         return 0;
3941 }
3942
3943 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3944 {
3945         return 0;
3946 }
3947
3948 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3949                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3950 {
3951         return 0;
3952 }
3953
3954 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3955
3956 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3957 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3958 #endif
3959
3960 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3961 {
3962         return NULL;
3963 }
3964 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3965 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
3966 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3967
3968 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3969
3970 /**************************************************
3971  * CFS operations on tasks:
3972  */
3973
3974 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3975 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3976 {
3977         struct sched_entity *se = &p->se;
3978         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3979
3980         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3981
3982         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3983                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3984                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3985                 s64 delta = slice - ran;
3986
3987                 if (delta < 0) {
3988                         if (rq->curr == p)
3989                                 resched_curr(rq);
3990                         return;
3991                 }
3992                 hrtick_start(rq, delta);
3993         }
3994 }
3995
3996 /*
3997  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3998  * current task is from our class and nr_running is low enough
3999  * to matter.
4000  */
4001 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4002 {
4003         struct task_struct *curr = rq->curr;
4004
4005         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4006                 return;
4007
4008         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4009                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4010 }
4011 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4012 static inline void
4013 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4014 {
4015 }
4016
4017 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4018 {
4019 }
4020 #endif
4021
4022 /*
4023  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4024  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4025  * then put the task into the rbtree:
4026  */
4027 static void
4028 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4029 {
4030         struct cfs_rq *cfs_rq;
4031         struct sched_entity *se = &p->se;
4032
4033         for_each_sched_entity(se) {
4034                 if (se->on_rq)
4035                         break;
4036                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4037                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4038
4039                 /*
4040                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4041                  *
4042                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4043                  * post the final h_nr_running increment below.
4044                 */
4045                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4046                         break;
4047                 cfs_rq->h_nr_running++;
4048
4049                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4050         }
4051
4052         for_each_sched_entity(se) {
4053                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4054                 cfs_rq->h_nr_running++;
4055
4056                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4057                         break;
4058
4059                 update_load_avg(se, 1);
4060                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4061         }
4062
4063         if (!se)
4064                 add_nr_running(rq, 1);
4065
4066         hrtick_update(rq);
4067 }
4068
4069 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4070
4071 /*
4072  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4073  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4074  * update the fair scheduling stats:
4075  */
4076 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4077 {
4078         struct cfs_rq *cfs_rq;
4079         struct sched_entity *se = &p->se;
4080         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4081
4082         for_each_sched_entity(se) {
4083                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4084                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4085
4086                 /*
4087                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4088                  *
4089                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4090                  * post the final h_nr_running decrement below.
4091                 */
4092                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4093                         break;
4094                 cfs_rq->h_nr_running--;
4095
4096                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4097                 if (cfs_rq->load.weight) {
4098                         /*
4099                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4100                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4101                          */
4102                         if (task_sleep && parent_entity(se))
4103                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
4104
4105                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
4106                         se = parent_entity(se);
4107                         break;
4108                 }
4109                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4110         }
4111
4112         for_each_sched_entity(se) {
4113                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4114                 cfs_rq->h_nr_running--;
4115
4116                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4117                         break;
4118
4119                 update_load_avg(se, 1);
4120                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4121         }
4122
4123         if (!se)
4124                 sub_nr_running(rq, 1);
4125
4126         hrtick_update(rq);
4127 }
4128
4129 #ifdef CONFIG_SMP
4130
4131 /*
4132  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4133  */
4134
4135 /*
4136  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4137  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4138  *
4139  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4140  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4141  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4142  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4143  *
4144  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4145  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4146  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4147  *
4148  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4149  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4150  * particular idx is approximated to be zero.
4151  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4152  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4153  * based on 128 point scale.
4154  * Example:
4155  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4156  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4157  *
4158  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4159  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4160  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4161  */
4162 #define DEGRADE_SHIFT           7
4163 static const unsigned char
4164                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4165 static const unsigned char
4166                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4167                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4168                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4169                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4170                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4171                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4172
4173 /*
4174  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4175  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4176  * adding any new load.
4177  */
4178 static unsigned long
4179 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4180 {
4181         int j = 0;
4182
4183         if (!missed_updates)
4184                 return load;
4185
4186         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4187                 return 0;
4188
4189         if (idx == 1)
4190                 return load >> missed_updates;
4191
4192         while (missed_updates) {
4193                 if (missed_updates % 2)
4194                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4195
4196                 missed_updates >>= 1;
4197                 j++;
4198         }
4199         return load;
4200 }
4201
4202 /*
4203  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4204  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4205  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4206  */
4207 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4208                               unsigned long pending_updates)
4209 {
4210         int i, scale;
4211
4212         this_rq->nr_load_updates++;
4213
4214         /* Update our load: */
4215         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4216         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4217                 unsigned long old_load, new_load;
4218
4219                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4220
4221                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4222                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4223                 new_load = this_load;
4224                 /*
4225                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4226                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4227                  * example.
4228                  */
4229                 if (new_load > old_load)
4230                         new_load += scale - 1;
4231
4232                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4233         }
4234
4235         sched_avg_update(this_rq);
4236 }
4237
4238 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4239 /*
4240  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4241  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4242  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4243  *
4244  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4245  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4246  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4247  * (tick_nohz_idle_exit).
4248  *
4249  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
4250  */
4251
4252 /*
4253  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
4254  * idle balance.
4255  */
4256 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
4257 {
4258         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4259         unsigned long load = this_rq->cfs.avg.load_avg;
4260         unsigned long pending_updates;
4261
4262         /*
4263          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
4264          */
4265         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4266                 return;
4267
4268         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4269         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4270
4271         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
4272 }
4273
4274 /*
4275  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
4276  */
4277 void update_cpu_load_nohz(void)
4278 {
4279         struct rq *this_rq = this_rq();
4280         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4281         unsigned long pending_updates;
4282
4283         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4284                 return;
4285
4286         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4287         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4288         if (pending_updates) {
4289                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4290                 /*
4291                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
4292                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
4293                  */
4294                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
4295         }
4296         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4297 }
4298 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
4299
4300 /*
4301  * Called from scheduler_tick()
4302  */
4303 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
4304 {
4305         unsigned long load = this_rq->cfs.avg.load_avg;
4306         /*
4307          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
4308          */
4309         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
4310         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
4311 }
4312
4313 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4314 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4315 {
4316         return cpu_rq(cpu)->cfs.avg.load_avg;
4317 }
4318
4319 /*
4320  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4321  * according to the scheduling class and "nice" value.
4322  *
4323  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4324  * balance conservatively.
4325  */
4326 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4327 {
4328         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4329         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4330
4331         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4332                 return total;
4333
4334         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4335 }
4336
4337 /*
4338  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4339  * according to the scheduling class and "nice" value.
4340  */
4341 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4342 {
4343         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4344         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4345
4346         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4347                 return total;
4348
4349         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4350 }
4351
4352 static unsigned long capacity_of(int cpu)
4353 {
4354         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
4355 }
4356
4357 static unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
4358 {
4359         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
4360 }
4361
4362 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4363 {
4364         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4365         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4366         unsigned long load_avg = rq->cfs.avg.load_avg;
4367
4368         if (nr_running)
4369                 return load_avg / nr_running;
4370
4371         return 0;
4372 }
4373
4374 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4375 {
4376         /*
4377          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4378          * about the boundary, really active task won't care
4379          * about the loss.
4380          */
4381         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4382                 current->wakee_flips >>= 1;
4383                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4384         }
4385
4386         if (current->last_wakee != p) {
4387                 current->last_wakee = p;
4388                 current->wakee_flips++;
4389         }
4390 }
4391
4392 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4393 {
4394         struct sched_entity *se = &p->se;
4395         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4396         u64 min_vruntime;
4397
4398 #ifndef CONFIG_64BIT
4399         u64 min_vruntime_copy;
4400
4401         do {
4402                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4403                 smp_rmb();
4404                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4405         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4406 #else
4407         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4408 #endif
4409
4410         se->vruntime -= min_vruntime;
4411         record_wakee(p);
4412 }
4413
4414 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4415 /*
4416  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4417  *
4418  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4419  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4420  * can calculate the shift in shares.
4421  *
4422  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4423  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4424  * total group weight.
4425  *
4426  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4427  * distribution (s_i) using:
4428  *
4429  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4430  *
4431  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4432  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4433  * shares distribution (s_i):
4434  *
4435  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4436  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4437  *
4438  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4439  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4440  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4441  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4442  *
4443  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4444  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4445  *
4446  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4447  *
4448  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4449  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4450  * weight and shares distributions like:
4451  *
4452  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4453  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4454  *
4455  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4456  *
4457  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4458  *
4459  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4460  *
4461  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4462  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4463  * 4/7) times the weight of the group.
4464  */
4465 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4466 {
4467         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4468
4469         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4470                 return wl;
4471
4472         for_each_sched_entity(se) {
4473                 long w, W;
4474
4475                 tg = se->my_q->tg;
4476
4477                 /*
4478                  * W = @wg + \Sum rw_j
4479                  */
4480                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4481
4482                 /*
4483                  * w = rw_i + @wl
4484                  */
4485                 w = se->my_q->avg.load_avg + wl;
4486
4487                 /*
4488                  * wl = S * s'_i; see (2)
4489                  */
4490                 if (W > 0 && w < W)
4491                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4492                 else
4493                         wl = tg->shares;
4494
4495                 /*
4496                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4497                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4498                  * calc_cfs_shares().
4499                  */
4500                 if (wl < MIN_SHARES)
4501                         wl = MIN_SHARES;
4502
4503                 /*
4504                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4505                  */
4506                 wl -= se->avg.load_avg;
4507
4508                 /*
4509                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4510                  * the final effective load change on the root group. Since
4511                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4512                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4513                  * resulting from this level per the above.
4514                  */
4515                 wg = 0;
4516         }
4517
4518         return wl;
4519 }
4520 #else
4521
4522 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4523 {
4524         return wl;
4525 }
4526
4527 #endif
4528
4529 /*
4530  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
4531  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
4532  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.  In order
4533  * to determine whether we should let the load spread vs consolodating to
4534  * shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
4535  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.  With
4536  * both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
4537  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.  Waker/wakee
4538  * being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or whatever is
4539  * irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds socket size.
4540  */
4541 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4542 {
4543         unsigned int master = current->wakee_flips;
4544         unsigned int slave = p->wakee_flips;
4545         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4546
4547         if (master < slave)
4548                 swap(master, slave);
4549         if (slave < factor || master < slave * factor)
4550                 return 0;
4551         return 1;
4552 }
4553
4554 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4555 {
4556         s64 this_load, load;
4557         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4558         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4559         struct task_group *tg;
4560         unsigned long weight;
4561         int balanced;
4562
4563         idx       = sd->wake_idx;
4564         this_cpu  = smp_processor_id();
4565         prev_cpu  = task_cpu(p);
4566         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4567         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4568
4569         /*
4570          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4571          * effect of the currently running task from the load
4572          * of the current CPU:
4573          */
4574         if (sync) {
4575                 tg = task_group(current);
4576                 weight = current->se.avg.load_avg;
4577
4578                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4579                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4580         }
4581
4582         tg = task_group(p);
4583         weight = p->se.avg.load_avg;
4584
4585         /*
4586          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4587          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4588          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4589          * about that, so that's good too.
4590          *
4591          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4592          * task to be woken on this_cpu.
4593          */
4594         this_eff_load = 100;
4595         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
4596
4597         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4598         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
4599
4600         if (this_load > 0) {
4601                 this_eff_load *= this_load +
4602                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4603
4604                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4605         }
4606
4607         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4608
4609         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4610
4611         if (!balanced)
4612                 return 0;
4613
4614         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4615         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4616
4617         return 1;
4618 }
4619
4620 /*
4621  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4622  * domain.
4623  */
4624 static struct sched_group *
4625 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4626                   int this_cpu, int sd_flag)
4627 {
4628         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4629         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4630         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4631         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4632
4633         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4634                 load_idx = sd->wake_idx;
4635
4636         do {
4637                 unsigned long load, avg_load;
4638                 int local_group;
4639                 int i;
4640
4641                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4642                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4643                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4644                         continue;
4645
4646                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4647                                                sched_group_cpus(group));
4648
4649                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4650                 avg_load = 0;
4651
4652                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4653                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4654                         if (local_group)
4655                                 load = source_load(i, load_idx);
4656                         else
4657                                 load = target_load(i, load_idx);
4658
4659                         avg_load += load;
4660                 }
4661
4662                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
4663                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
4664
4665                 if (local_group) {
4666                         this_load = avg_load;
4667                 } else if (avg_load < min_load) {
4668                         min_load = avg_load;
4669                         idlest = group;
4670                 }
4671         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4672
4673         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4674                 return NULL;
4675         return idlest;
4676 }
4677
4678 /*
4679  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4680  */
4681 static int
4682 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4683 {
4684         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4685         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
4686         u64 latest_idle_timestamp = 0;
4687         int least_loaded_cpu = this_cpu;
4688         int shallowest_idle_cpu = -1;
4689         int i;
4690
4691         /* Traverse only the allowed CPUs */
4692         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4693                 if (idle_cpu(i)) {
4694                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
4695                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
4696                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
4697                                 /*
4698                                  * We give priority to a CPU whose idle state
4699                                  * has the smallest exit latency irrespective
4700                                  * of any idle timestamp.
4701                                  */
4702                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
4703                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4704                                 shallowest_idle_cpu = i;
4705                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
4706                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
4707                                 /*
4708                                  * If equal or no active idle state, then
4709                                  * the most recently idled CPU might have
4710                                  * a warmer cache.
4711                                  */
4712                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4713                                 shallowest_idle_cpu = i;
4714                         }
4715                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
4716                         load = weighted_cpuload(i);
4717                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4718                                 min_load = load;
4719                                 least_loaded_cpu = i;
4720                         }
4721                 }
4722         }
4723
4724         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
4725 }
4726
4727 /*
4728  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4729  */
4730 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4731 {
4732         struct sched_domain *sd;
4733         struct sched_group *sg;
4734         int i = task_cpu(p);
4735
4736         if (idle_cpu(target))
4737                 return target;
4738
4739         /*
4740          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4741          */
4742         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4743                 return i;
4744
4745         /*
4746          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4747          */
4748         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4749         for_each_lower_domain(sd) {
4750                 sg = sd->groups;
4751                 do {
4752                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4753                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4754                                 goto next;
4755
4756                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4757                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4758                                         goto next;
4759                         }
4760
4761                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4762                                         tsk_cpus_allowed(p));
4763                         goto done;
4764 next:
4765                         sg = sg->next;
4766                 } while (sg != sd->groups);
4767         }
4768 done:
4769         return target;
4770 }
4771 /*
4772  * get_cpu_usage returns the amount of capacity of a CPU that is used by CFS
4773  * tasks. The unit of the return value must be the one of capacity so we can
4774  * compare the usage with the capacity of the CPU that is available for CFS
4775  * task (ie cpu_capacity).
4776  * cfs.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks on a
4777  * CPU. It represents the amount of utilization of a CPU in the range
4778  * [0..SCHED_LOAD_SCALE].  The usage of a CPU can't be higher than the full
4779  * capacity of the CPU because it's about the running time on this CPU.
4780  * Nevertheless, cfs.avg.util_avg can be higher than SCHED_LOAD_SCALE
4781  * because of unfortunate rounding in util_avg or just
4782  * after migrating tasks until the average stabilizes with the new running
4783  * time. So we need to check that the usage stays into the range
4784  * [0..cpu_capacity_orig] and cap if necessary.
4785  * Without capping the usage, a group could be seen as overloaded (CPU0 usage
4786  * at 121% + CPU1 usage at 80%) whereas CPU1 has 20% of available capacity
4787  */
4788 static int get_cpu_usage(int cpu)
4789 {
4790         unsigned long usage = cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_avg;
4791         unsigned long capacity = capacity_orig_of(cpu);
4792
4793         if (usage >= SCHED_LOAD_SCALE)
4794                 return capacity;
4795
4796         return (usage * capacity) >> SCHED_LOAD_SHIFT;
4797 }
4798
4799 /*
4800  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
4801  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
4802  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
4803  *
4804  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
4805  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
4806  *
4807  * Returns the target cpu number.
4808  *
4809  * preempt must be disabled.
4810  */
4811 static int
4812 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4813 {
4814         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4815         int cpu = smp_processor_id();
4816         int new_cpu = prev_cpu;
4817         int want_affine = 0;
4818         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4819
4820         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4821                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p));
4822
4823         rcu_read_lock();
4824         for_each_domain(cpu, tmp) {
4825                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4826                         break;
4827
4828                 /*
4829                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4830                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4831                  */
4832                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4833                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4834                         affine_sd = tmp;
4835                         break;
4836                 }
4837
4838                 if (tmp->flags & sd_flag)
4839                         sd = tmp;
4840                 else if (!want_affine)
4841                         break;
4842         }
4843
4844         if (affine_sd) {
4845                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
4846                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4847                         new_cpu = cpu;
4848         }
4849
4850         if (!sd) {
4851                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
4852                         new_cpu = select_idle_sibling(p, new_cpu);
4853
4854         } else while (sd) {
4855                 struct sched_group *group;
4856                 int weight;
4857
4858                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4859                         sd = sd->child;
4860                         continue;
4861                 }
4862
4863                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4864                 if (!group) {
4865                         sd = sd->child;
4866                         continue;
4867                 }
4868
4869                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4870                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4871                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4872                         sd = sd->child;
4873                         continue;
4874                 }
4875
4876                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4877                 cpu = new_cpu;
4878                 weight = sd->span_weight;
4879                 sd = NULL;
4880                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4881                         if (weight <= tmp->span_weight)
4882                                 break;
4883                         if (tmp->flags & sd_flag)
4884                                 sd = tmp;
4885                 }
4886                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4887         }
4888         rcu_read_unlock();
4889
4890         return new_cpu;
4891 }
4892
4893 /*
4894  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4895  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4896  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4897  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4898  */
4899 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4900 {
4901         /*
4902          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
4903          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
4904          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
4905          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
4906          * load sounds not bad.
4907          */
4908         remove_entity_load_avg(&p->se);
4909
4910         /* Tell new CPU we are migrated */
4911         p->se.avg.last_update_time = 0;
4912
4913         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
4914         p->se.exec_start = 0;
4915 }
4916 #endif /* CONFIG_SMP */
4917
4918 static unsigned long
4919 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4920 {
4921         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4922
4923         /*
4924          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4925          * to virtual-time in his units.
4926          *
4927          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4928          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4929          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4930          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4931          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4932          *
4933          * This is especially important for buddies when the leftmost
4934          * task is higher priority than the buddy.
4935          */
4936         return calc_delta_fair(gran, se);
4937 }
4938
4939 /*
4940  * Should 'se' preempt 'curr'.
4941  *
4942  *             |s1
4943  *        |s2
4944  *   |s3
4945  *         g
4946  *      |<--->|c
4947  *
4948  *  w(c, s1) = -1
4949  *  w(c, s2) =  0
4950  *  w(c, s3) =  1
4951  *
4952  */
4953 static int
4954 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4955 {
4956         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4957
4958         if (vdiff <= 0)
4959                 return -1;
4960
4961         gran = wakeup_gran(curr, se);
4962         if (vdiff > gran)
4963                 return 1;
4964
4965         return 0;
4966 }
4967
4968 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4969 {
4970         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4971                 return;
4972
4973         for_each_sched_entity(se)
4974                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4975 }
4976
4977 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4978 {
4979         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4980                 return;
4981
4982         for_each_sched_entity(se)
4983                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4984 }
4985
4986 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4987 {
4988         for_each_sched_entity(se)
4989                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4990 }
4991
4992 /*
4993  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4994  */
4995 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4996 {
4997         struct task_struct *curr = rq->curr;
4998         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4999         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
5000         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
5001         int next_buddy_marked = 0;
5002
5003         if (unlikely(se == pse))
5004                 return;
5005
5006         /*
5007          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
5008          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
5009          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
5010          * next-buddy nomination below.
5011          */
5012         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
5013                 return;
5014
5015         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
5016                 set_next_buddy(pse);
5017                 next_buddy_marked = 1;
5018         }
5019
5020         /*
5021          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
5022          * wake up path.
5023          *
5024          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
5025          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
5026          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
5027          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
5028          * below.
5029          */
5030         if (test_tsk_need_resched(curr))
5031                 return;
5032
5033         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
5034         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
5035             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
5036                 goto preempt;
5037
5038         /*
5039          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
5040          * is driven by the tick):
5041          */
5042         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
5043                 return;
5044
5045         find_matching_se(&se, &pse);
5046         update_curr(cfs_rq_of(se));
5047         BUG_ON(!pse);
5048         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
5049                 /*
5050                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
5051                  * triggering this preemption.
5052                  */
5053                 if (!next_buddy_marked)
5054                         set_next_buddy(pse);
5055                 goto preempt;
5056         }
5057
5058         return;
5059
5060 preempt:
5061         resched_curr(rq);
5062         /*
5063          * Only set the backward buddy when the current task is still
5064          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
5065          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
5066          * point, either of which can * drop the rq lock.
5067          *
5068          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
5069          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
5070          */
5071         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
5072                 return;
5073
5074         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
5075                 set_last_buddy(se);
5076 }
5077
5078 static struct task_struct *
5079 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5080 {
5081         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
5082         struct sched_entity *se;
5083         struct task_struct *p;
5084         int new_tasks;
5085
5086 again:
5087 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5088         if (!cfs_rq->nr_running)
5089                 goto idle;
5090
5091         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
5092                 goto simple;
5093
5094         /*
5095          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
5096          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
5097          *
5098          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
5099          * hierarchy, only change the part that actually changes.
5100          */
5101
5102         do {
5103                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
5104
5105                 /*
5106                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
5107                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
5108                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
5109                  * forget we've ever seen it.
5110                  */
5111                 if (curr) {
5112                         if (curr->on_rq)
5113                                 update_curr(cfs_rq);
5114                         else
5115                                 curr = NULL;
5116
5117                         /*
5118                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
5119                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
5120                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
5121                          * be correct.
5122                          */
5123                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
5124                                 goto simple;
5125                 }
5126
5127                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
5128                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5129         } while (cfs_rq);
5130
5131         p = task_of(se);
5132
5133         /*
5134          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
5135          * is a different task than we started out with, try and touch the
5136          * least amount of cfs_rqs.
5137          */
5138         if (prev != p) {
5139                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
5140
5141                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
5142                         int se_depth = se->depth;
5143                         int pse_depth = pse->depth;
5144
5145                         if (se_depth <= pse_depth) {
5146                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
5147                                 pse = parent_entity(pse);
5148                         }
5149                         if (se_depth >= pse_depth) {
5150                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
5151                                 se = parent_entity(se);
5152                         }
5153                 }
5154
5155                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
5156                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5157         }
5158
5159         if (hrtick_enabled(rq))
5160                 hrtick_start_fair(rq, p);
5161
5162         return p;
5163 simple:
5164         cfs_rq = &rq->cfs;
5165 #endif
5166
5167         if (!cfs_rq->nr_running)
5168                 goto idle;
5169
5170         put_prev_task(rq, prev);
5171
5172         do {
5173                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
5174                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5175                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5176         } while (cfs_rq);
5177
5178         p = task_of(se);
5179
5180         if (hrtick_enabled(rq))
5181                 hrtick_start_fair(rq, p);
5182
5183         return p;
5184
5185 idle:
5186         /*
5187          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
5188          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
5189          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
5190          * re-start the picking loop.
5191          */
5192         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
5193         new_tasks = idle_balance(rq);
5194         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
5195         /*
5196          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
5197          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
5198          * must re-start the pick_next_entity() loop.
5199          */
5200         if (new_tasks < 0)
5201                 return RETRY_TASK;
5202
5203         if (new_tasks > 0)
5204                 goto again;
5205
5206         return NULL;
5207 }
5208
5209 /*
5210  * Account for a descheduled task:
5211  */
5212 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5213 {
5214         struct sched_entity *se = &prev->se;
5215         struct cfs_rq *cfs_rq;
5216
5217         for_each_sched_entity(se) {
5218                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5219                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
5220         }
5221 }
5222
5223 /*
5224  * sched_yield() is very simple
5225  *
5226  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
5227  */
5228 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
5229 {
5230         struct task_struct *curr = rq->curr;
5231         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
5232         struct sched_entity *se = &curr->se;
5233
5234         /*
5235          * Are we the only task in the tree?
5236          */
5237         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
5238                 return;
5239
5240         clear_buddies(cfs_rq, se);
5241
5242         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
5243                 update_rq_clock(rq);
5244                 /*
5245                  * Update run-time statistics of the 'current'.
5246                  */
5247                 update_curr(cfs_rq);
5248                 /*
5249                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
5250                  * so we don't do microscopic update in schedule()
5251                  * and double the fastpath cost.
5252                  */
5253                 rq_clock_skip_update(rq, true);
5254         }
5255
5256         set_skip_buddy(se);
5257 }
5258
5259 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
5260 {
5261         struct sched_entity *se = &p->se;
5262
5263         /* throttled hierarchies are not runnable */
5264         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
5265                 return false;
5266
5267         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
5268         set_next_buddy(se);
5269
5270         yield_task_fair(rq);
5271
5272         return true;
5273 }
5274
5275 #ifdef CONFIG_SMP
5276 /**************************************************
5277  * Fair scheduling class load-balancing methods.
5278  *
5279  * BASICS
5280  *
5281  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
5282  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
5283  * time to each task. This is expressed in the following equation:
5284  *
5285  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
5286  *
5287  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
5288  * W_i,0 is defined as:
5289  *
5290  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
5291  *
5292  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
5293  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
5294  *
5295  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
5296  * weight:
5297  *
5298  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
5299  *
5300  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
5301  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
5302  * can also include other factors [XXX].
5303  *
5304  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
5305  * directly from (1):
5306  *
5307  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
5308  *
5309  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
5310  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
5311  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
5312  *
5313  * [XXX expand on:
5314  *     - infeasible weights;
5315  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
5316  *
5317  *
5318  * SCHED DOMAINS
5319  *
5320  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
5321  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
5322  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
5323  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
5324  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
5325  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
5326  * the groups.
5327  *
5328  * This yields:
5329  *
5330  *     log_2 n     1     n
5331  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
5332  *     i = 0      2^i   2^i
5333  *                               `- size of each group
5334  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
5335  *         |         `- freq
5336  *         `- sum over all levels
5337  *
5338  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
5339  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
5340  *
5341  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
5342  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
5343  *
5344  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
5345  *
5346  *             log_2 n     
5347  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
5348  *             k = 0
5349  *
5350  * And you'll find that:
5351  *
5352  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
5353  *
5354  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
5355  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
5356  * of:
5357  *
5358  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
5359  *
5360  *
5361  * WORK CONSERVING
5362  *
5363  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
5364  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
5365  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
5366  *
5367  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
5368  * time.
5369  *
5370  * [XXX more?]
5371  *
5372  *
5373  * CGROUPS
5374  *
5375  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
5376  *
5377  *                                s_k,i
5378  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
5379  *                                 S_k
5380  *
5381  * Where
5382  *
5383  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
5384  *
5385  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
5386  *
5387  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
5388  * property.
5389  *
5390  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
5391  *      rewrite all of this once again.]
5392  */ 
5393
5394 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
5395
5396 enum fbq_type { regular, remote, all };
5397
5398 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
5399 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
5400 #define LBF_DST_PINNED  0x04
5401 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
5402
5403 struct lb_env {
5404         struct sched_domain     *sd;
5405
5406         struct rq               *src_rq;
5407         int                     src_cpu;
5408
5409         int                     dst_cpu;
5410         struct rq               *dst_rq;
5411
5412         struct cpumask          *dst_grpmask;
5413         int                     new_dst_cpu;
5414         enum cpu_idle_type      idle;
5415         long                    imbalance;
5416         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5417         struct cpumask          *cpus;
5418
5419         unsigned int            flags;
5420
5421         unsigned int            loop;
5422         unsigned int            loop_break;
5423         unsigned int            loop_max;
5424
5425         enum fbq_type           fbq_type;
5426         struct list_head        tasks;
5427 };
5428
5429 /*
5430  * Is this task likely cache-hot:
5431  */
5432 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5433 {
5434         s64 delta;
5435
5436         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5437
5438         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5439                 return 0;
5440
5441         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5442                 return 0;
5443
5444         /*
5445          * Buddy candidates are cache hot:
5446          */
5447         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
5448                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5449                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5450                 return 1;
5451
5452         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5453                 return 1;
5454         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5455                 return 0;
5456
5457         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
5458
5459         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5460 }
5461
5462 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5463 /*
5464  * Returns 1, if task migration degrades locality
5465  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
5466  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
5467  */
5468 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5469 {
5470         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5471         unsigned long src_faults, dst_faults;
5472         int src_nid, dst_nid;
5473
5474         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5475                 return -1;
5476
5477         if (!sched_feat(NUMA))
5478                 return -1;
5479
5480         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5481         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5482
5483         if (src_nid == dst_nid)
5484                 return -1;
5485
5486         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
5487         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
5488                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
5489                         return 1;
5490                 else
5491                         return -1;
5492         }
5493
5494         /* Encourage migration to the preferred node. */
5495         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5496                 return 0;
5497
5498         if (numa_group) {
5499                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
5500                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
5501         } else {
5502                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
5503                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
5504         }
5505
5506         return dst_faults < src_faults;
5507 }
5508
5509 #else
5510 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5511                                              struct lb_env *env)
5512 {
5513         return -1;
5514 }
5515 #endif
5516
5517 /*
5518  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5519  */
5520 static
5521 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5522 {
5523         int tsk_cache_hot;
5524
5525         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5526
5527         /*
5528          * We do not migrate tasks that are:
5529          * 1) throttled_lb_pair, or
5530          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5531          * 3) running (obviously), or
5532          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5533          */
5534         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5535                 return 0;
5536
5537         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5538                 int cpu;
5539
5540                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5541
5542                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5543
5544                 /*
5545                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5546                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5547                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5548                  *
5549                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5550                  * one in current iteration.
5551                  */
5552                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5553                         return 0;
5554
5555                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5556                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5557                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5558                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5559                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5560                                 break;
5561                         }
5562                 }
5563
5564                 return 0;
5565         }
5566
5567         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5568         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5569
5570         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5571                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5572                 return 0;
5573         }
5574
5575         /*
5576          * Aggressive migration if:
5577          * 1) destination numa is preferred
5578          * 2) task is cache cold, or
5579          * 3) too many balance attempts have failed.
5580          */
5581         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5582         if (tsk_cache_hot == -1)
5583                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
5584
5585         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
5586             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5587                 if (tsk_cache_hot == 1) {
5588                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5589                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5590                 }
5591                 return 1;
5592         }
5593
5594         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5595         return 0;
5596 }
5597
5598 /*
5599  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
5600  */
5601 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5602 {
5603         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5604
5605         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5606         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
5607         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5608 }
5609
5610 /*
5611  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
5612  * part of active balancing operations within "domain".
5613  *
5614  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
5615  */
5616 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
5617 {
5618         struct task_struct *p, *n;
5619
5620         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5621
5622         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5623                 if (!can_migrate_task(p, env))
5624                         continue;
5625
5626                 detach_task(p, env);
5627
5628                 /*
5629                  * Right now, this is only the second place where
5630                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
5631                  * so we can safely collect stats here rather than
5632                  * inside detach_tasks().
5633                  */
5634                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5635                 return p;
5636         }
5637         return NULL;
5638 }
5639
5640 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5641
5642 /*
5643  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
5644  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5645  *
5646  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
5647  */
5648 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
5649 {
5650         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5651         struct task_struct *p;
5652         unsigned long load;
5653         int detached = 0;
5654
5655         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5656
5657         if (env->imbalance <= 0)
5658                 return 0;
5659
5660         while (!list_empty(tasks)) {
5661                 /*
5662                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
5663                  * which could at worst lead to a livelock crash.
5664                  */
5665                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
5666                         break;
5667
5668                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5669
5670                 env->loop++;
5671                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5672                 if (env->loop > env->loop_max)
5673                         break;
5674
5675                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5676                 if (env->loop > env->loop_break) {
5677                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5678                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5679                         break;
5680                 }
5681
5682                 if (!can_migrate_task(p, env))
5683                         goto next;
5684
5685                 load = task_h_load(p);
5686
5687                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5688                         goto next;
5689
5690                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5691                         goto next;
5692
5693                 detach_task(p, env);
5694                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
5695
5696                 detached++;
5697                 env->imbalance -= load;
5698
5699 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5700                 /*
5701                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5702                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
5703                  * the critical section.
5704                  */
5705                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5706                         break;
5707 #endif
5708
5709                 /*
5710                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5711                  * weighted load.
5712                  */
5713                 if (env->imbalance <= 0)
5714                         break;
5715
5716                 continue;
5717 next:
5718                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5719         }
5720
5721         /*
5722          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
5723          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
5724          * than inside detach_one_task().
5725          */
5726         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
5727
5728         return detached;
5729 }
5730
5731 /*
5732  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
5733  */
5734 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5735 {
5736         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5737
5738         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
5739         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5740         activate_task(rq, p, 0);
5741         check_preempt_curr(rq, p, 0);
5742 }
5743
5744 /*
5745  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
5746  * its new rq.
5747  */
5748 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5749 {
5750         raw_spin_lock(&rq->lock);
5751         attach_task(rq, p);
5752         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5753 }
5754
5755 /*
5756  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
5757  * new rq.
5758  */
5759 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
5760 {
5761         struct list_head *tasks = &env->tasks;
5762         struct task_struct *p;
5763
5764         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
5765
5766         while (!list_empty(tasks)) {
5767                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5768                 list_del_init(&p->se.group_node);
5769
5770                 attach_task(env->dst_rq, p);
5771         }
5772
5773         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
5774 }
5775
5776 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5777 static void update_blocked_averages(int cpu)
5778 {
5779         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5780         struct cfs_rq *cfs_rq;
5781         unsigned long flags;
5782
5783         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5784         update_rq_clock(rq);
5785
5786         /*
5787          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5788          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5789          */
5790         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5791                 /* throttled entities do not contribute to load */
5792                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5793                         continue;
5794
5795                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
5796                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
5797         }
5798         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5799 }
5800
5801 /*
5802  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5803  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5804  * group is a fraction of its parents load.
5805  */
5806 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5807 {
5808         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5809         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5810         unsigned long now = jiffies;
5811         unsigned long load;
5812
5813         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5814                 return;
5815
5816         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5817         for_each_sched_entity(se) {
5818                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5819                 cfs_rq->h_load_next = se;
5820                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5821                         break;
5822         }
5823
5824         if (!se) {
5825                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->avg.load_avg;
5826                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5827         }
5828
5829         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5830                 load = cfs_rq->h_load;
5831                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg, cfs_rq->avg.load_avg + 1);
5832                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5833                 cfs_rq->h_load = load;
5834                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5835         }
5836 }
5837
5838 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5839 {
5840         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5841
5842         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5843         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
5844                         cfs_rq->avg.load_avg + 1);
5845 }
5846 #else
5847 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5848 {
5849 }
5850
5851 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5852 {
5853         return p->se.avg.load_avg;
5854 }
5855 #endif
5856
5857 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5858
5859 enum group_type {
5860         group_other = 0,
5861         group_imbalanced,
5862         group_overloaded,
5863 };
5864
5865 /*
5866  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5867  */
5868 struct sg_lb_stats {
5869         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5870         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5871         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5872         unsigned long load_per_task;
5873         unsigned long group_capacity;
5874         unsigned long group_usage; /* Total usage of the group */
5875         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5876         unsigned int idle_cpus;
5877         unsigned int group_weight;
5878         enum group_type group_type;
5879         int group_no_capacity;
5880 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5881         unsigned int nr_numa_running;
5882         unsigned int nr_preferred_running;
5883 #endif
5884 };
5885
5886 /*
5887  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5888  *               during load balancing.
5889  */
5890 struct sd_lb_stats {
5891         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5892         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5893         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5894         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
5895         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5896
5897         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5898         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5899 };
5900
5901 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5902 {
5903         /*
5904          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5905          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5906          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5907          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5908          */
5909         *sds = (struct sd_lb_stats){
5910                 .busiest = NULL,
5911                 .local = NULL,
5912                 .total_load = 0UL,
5913                 .total_capacity = 0UL,
5914                 .busiest_stat = {
5915                         .avg_load = 0UL,
5916                         .sum_nr_running = 0,
5917                         .group_type = group_other,
5918                 },
5919         };
5920 }
5921
5922 /**
5923  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5924  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5925  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5926  *
5927  * Return: The load index.
5928  */
5929 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5930                                         enum cpu_idle_type idle)
5931 {
5932         int load_idx;
5933
5934         switch (idle) {
5935         case CPU_NOT_IDLE:
5936                 load_idx = sd->busy_idx;
5937                 break;
5938
5939         case CPU_NEWLY_IDLE:
5940                 load_idx = sd->newidle_idx;
5941                 break;
5942         default:
5943                 load_idx = sd->idle_idx;
5944                 break;
5945         }
5946
5947         return load_idx;
5948 }
5949
5950 static unsigned long default_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5951 {
5952         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && (sd->span_weight > 1))
5953                 return sd->smt_gain / sd->span_weight;
5954
5955         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5956 }
5957
5958 unsigned long __weak arch_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5959 {
5960         return default_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
5961 }
5962
5963 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
5964 {
5965         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5966         u64 total, used, age_stamp, avg;
5967         s64 delta;
5968
5969         /*
5970          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5971          * we read them once before doing sanity checks on them.
5972          */
5973         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
5974         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
5975         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
5976
5977         if (unlikely(delta < 0))
5978                 delta = 0;
5979
5980         total = sched_avg_period() + delta;
5981
5982         used = div_u64(avg, total);
5983
5984         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
5985                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
5986
5987         return 1;
5988 }
5989
5990 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5991 {
5992         unsigned long capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5993         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5994
5995         if (sched_feat(ARCH_CAPACITY))
5996                 capacity *= arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
5997         else
5998                 capacity *= default_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
5999
6000         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
6001
6002         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
6003
6004         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
6005         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
6006
6007         if (!capacity)
6008                 capacity = 1;
6009
6010         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
6011         sdg->sgc->capacity = capacity;
6012 }
6013
6014 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6015 {
6016         struct sched_domain *child = sd->child;
6017         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
6018         unsigned long capacity;
6019         unsigned long interval;
6020
6021         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6022         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6023         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
6024
6025         if (!child) {
6026                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
6027                 return;
6028         }
6029
6030         capacity = 0;
6031
6032         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
6033                 /*
6034                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
6035                  * span the current group.
6036                  */
6037
6038                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
6039                         struct sched_group_capacity *sgc;
6040                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6041
6042                         /*
6043                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
6044                          * gets here before we've attached the domains to the
6045                          * runqueues.
6046                          *
6047                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
6048                          * in update_cpu_capacity().
6049                          *
6050                          * This avoids capacity from being 0 and
6051                          * causing divide-by-zero issues on boot.
6052                          */
6053                         if (unlikely(!rq->sd)) {
6054                                 capacity += capacity_of(cpu);
6055                                 continue;
6056                         }
6057
6058                         sgc = rq->sd->groups->sgc;
6059                         capacity += sgc->capacity;
6060                 }
6061         } else  {
6062                 /*
6063                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
6064                  * span the current group.
6065                  */ 
6066
6067                 group = child->groups;
6068                 do {
6069                         capacity += group->sgc->capacity;
6070                         group = group->next;
6071                 } while (group != child->groups);
6072         }
6073
6074         sdg->sgc->capacity = capacity;
6075 }
6076
6077 /*
6078  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
6079  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
6080  * Return true is the capacity is reduced
6081  */
6082 static inline int
6083 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
6084 {
6085         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
6086                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
6087 }
6088
6089 /*
6090  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
6091  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
6092  *
6093  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
6094  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
6095  * Something like:
6096  *
6097  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
6098  *              *     * * *
6099  *
6100  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
6101  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
6102  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
6103  *
6104  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
6105  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
6106  * moving tasks due to affinity constraints.
6107  *
6108  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
6109  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
6110  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
6111  * to create an effective group imbalance.
6112  *
6113  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
6114  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
6115  * subtle and fragile situation.
6116  */
6117
6118 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
6119 {
6120         return group->sgc->imbalance;
6121 }
6122
6123 /*
6124  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
6125  * be used by some tasks.
6126  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
6127  * smaller than the number of CPUs or if the usage is lower than the available
6128  * capacity for CFS tasks.
6129  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
6130  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
6131  * capacity in meaningful for the load balancer.
6132  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
6133  * any benefit for the load balance.
6134  */
6135 static inline bool
6136 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
6137 {
6138         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
6139                 return true;
6140
6141         if ((sgs->group_capacity * 100) >
6142                         (sgs->group_usage * env->sd->imbalance_pct))
6143                 return true;
6144
6145         return false;
6146 }
6147
6148 /*
6149  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
6150  *  handle.
6151  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
6152  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
6153  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
6154  *  false.
6155  */
6156 static inline bool
6157 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
6158 {
6159         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
6160                 return false;
6161
6162         if ((sgs->group_capacity * 100) <
6163                         (sgs->group_usage * env->sd->imbalance_pct))
6164                 return true;
6165
6166         return false;
6167 }
6168
6169 static enum group_type group_classify(struct lb_env *env,
6170                 struct sched_group *group,
6171                 struct sg_lb_stats *sgs)
6172 {
6173         if (sgs->group_no_capacity)
6174                 return group_overloaded;
6175
6176         if (sg_imbalanced(group))
6177                 return group_imbalanced;
6178
6179         return group_other;
6180 }
6181
6182 /**
6183  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
6184  * @env: The load balancing environment.
6185  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
6186  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
6187  * @local_group: Does group contain this_cpu.
6188  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
6189  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
6190  */
6191 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
6192                         struct sched_group *group, int load_idx,
6193                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
6194                         bool *overload)
6195 {
6196         unsigned long load;
6197         int i;
6198
6199         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
6200
6201         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6202                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6203
6204                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
6205                 if (local_group)
6206                         load = target_load(i, load_idx);
6207                 else
6208                         load = source_load(i, load_idx);
6209
6210                 sgs->group_load += load;
6211                 sgs->group_usage += get_cpu_usage(i);
6212                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
6213
6214                 if (rq->nr_running > 1)
6215                         *overload = true;
6216
6217 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6218                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
6219                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
6220 #endif
6221                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
6222                 if (idle_cpu(i))
6223                         sgs->idle_cpus++;
6224         }
6225
6226         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
6227         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
6228         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
6229
6230         if (sgs->sum_nr_running)
6231                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
6232
6233         sgs->group_weight = group->group_weight;
6234
6235         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
6236         sgs->group_type = group_classify(env, group, sgs);
6237 }
6238
6239 /**
6240  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
6241  * @env: The load balancing environment.
6242  * @sds: sched_domain statistics
6243  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
6244  * @sgs: sched_group statistics
6245  *
6246  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
6247  * busiest group.
6248  *
6249  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
6250  * busiest group. %false otherwise.
6251  */
6252 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
6253                                    struct sd_lb_stats *sds,
6254                                    struct sched_group *sg,
6255                                    struct sg_lb_stats *sgs)
6256 {
6257         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
6258
6259         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
6260                 return true;
6261
6262         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
6263                 return false;
6264
6265         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
6266                 return false;
6267
6268         /* This is the busiest node in its class. */
6269         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6270                 return true;
6271
6272         /*
6273          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
6274          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
6275          * higher than ourself as busy.
6276          */
6277         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
6278                 if (!sds->busiest)
6279                         return true;
6280
6281                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
6282                         return true;
6283         }
6284
6285         return false;
6286 }
6287
6288 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6289 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6290 {
6291         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
6292                 return regular;
6293         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
6294                 return remote;
6295         return all;
6296 }
6297
6298 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6299 {
6300         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
6301                 return regular;
6302         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
6303                 return remote;
6304         return all;
6305 }
6306 #else
6307 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6308 {
6309         return all;
6310 }
6311
6312 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6313 {
6314         return regular;
6315 }
6316 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6317
6318 /**
6319  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
6320  * @env: The load balancing environment.
6321  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
6322  */
6323 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6324 {
6325         struct sched_domain *child = env->sd->child;
6326         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6327         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
6328         int load_idx, prefer_sibling = 0;
6329         bool overload = false;
6330
6331         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6332                 prefer_sibling = 1;
6333
6334         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
6335
6336         do {
6337                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
6338                 int local_group;
6339
6340                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
6341                 if (local_group) {
6342                         sds->local = sg;
6343                         sgs = &sds->local_stat;
6344
6345                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
6346                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
6347                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
6348                 }
6349
6350                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
6351                                                 &overload);
6352
6353                 if (local_group)
6354                         goto next_group;
6355
6356                 /*
6357                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
6358                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
6359                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
6360                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
6361                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
6362                  * you always pull from the heaviest group when it is already
6363                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
6364                  * the tasks on the system).
6365                  */
6366                 if (prefer_sibling && sds->local &&
6367                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
6368                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
6369                         sgs->group_no_capacity = 1;
6370                         sgs->group_type = group_overloaded;
6371                 }
6372
6373                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
6374                         sds->busiest = sg;
6375                         sds->busiest_stat = *sgs;
6376                 }
6377
6378 next_group:
6379                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
6380                 sds->total_load += sgs->group_load;
6381                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
6382
6383                 sg = sg->next;
6384         } while (sg != env->sd->groups);
6385
6386         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
6387                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
6388
6389         if (!env->sd->parent) {
6390                 /* update overload indicator if we are at root domain */
6391                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
6392                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
6393         }
6394
6395 }
6396
6397 /**
6398  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
6399  *                      sched doman.
6400  *
6401  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
6402  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
6403  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
6404  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
6405  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
6406  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
6407  *
6408  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
6409  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
6410  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
6411  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
6412  * number.
6413  *
6414  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
6415  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
6416  *
6417  * @env: The load balancing environment.
6418  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
6419  */
6420 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6421 {
6422         int busiest_cpu;
6423
6424         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6425                 return 0;
6426
6427         if (!sds->busiest)
6428                 return 0;
6429
6430         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6431         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6432                 return 0;
6433
6434         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6435                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
6436                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
6437
6438         return 1;
6439 }
6440
6441 /**
6442  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6443  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6444  *                      load balancing.
6445  * @env: The load balancing environment.
6446  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6447  */
6448 static inline
6449 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6450 {
6451         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
6452         unsigned int imbn = 2;
6453         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6454         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6455
6456         local = &sds->local_stat;
6457         busiest = &sds->busiest_stat;
6458
6459         if (!local->sum_nr_running)
6460                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6461         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6462                 imbn = 1;
6463
6464         scaled_busy_load_per_task =
6465                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6466                 busiest->group_capacity;
6467
6468         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6469             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6470                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6471                 return;
6472         }
6473
6474         /*
6475          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6476          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
6477          * moving them.
6478          */
6479
6480         capa_now += busiest->group_capacity *
6481                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6482         capa_now += local->group_capacity *
6483                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6484         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6485
6486         /* Amount of load we'd subtract */
6487         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
6488                 capa_move += busiest->group_capacity *
6489                             min(busiest->load_per_task,
6490                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
6491         }
6492
6493         /* Amount of load we'd add */
6494         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
6495             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
6496                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
6497                       local->group_capacity;
6498         } else {
6499                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6500                       local->group_capacity;
6501         }
6502         capa_move += local->group_capacity *
6503                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6504         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6505
6506         /* Move if we gain throughput */
6507         if (capa_move > capa_now)
6508                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6509 }
6510
6511 /**
6512  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6513  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6514  * @env: load balance environment
6515  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6516  */
6517 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6518 {
6519         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6520         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6521
6522         local = &sds->local_stat;
6523         busiest = &sds->busiest_stat;
6524
6525         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
6526                 /*
6527                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6528                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6529                  */
6530                 busiest->load_per_task =
6531                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6532         }
6533
6534         /*
6535          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6536          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6537          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
6538          */
6539         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6540             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6541                 env->imbalance = 0;
6542                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6543         }
6544
6545         /*
6546          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
6547          */
6548         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
6549             local->group_type   == group_overloaded) {
6550                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
6551                                         SCHED_LOAD_SCALE;
6552                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
6553                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
6554                 else
6555                         load_above_capacity = ~0UL;
6556         }
6557
6558         /*
6559          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6560          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6561          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6562          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6563          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6564          * for the minimum possible imbalance.
6565          */
6566         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6567
6568         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6569         env->imbalance = min(
6570                 max_pull * busiest->group_capacity,
6571                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
6572         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
6573
6574         /*
6575          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6576          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6577          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6578          * moved
6579          */
6580         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6581                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6582 }
6583
6584 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6585
6586 /**
6587  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6588  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6589  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6590  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6591  * such a group exists.
6592  *
6593  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6594  * to restore balance.
6595  *
6596  * @env: The load balancing environment.
6597  *
6598  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6599  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6600  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6601  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6602  */
6603 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6604 {
6605         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6606         struct sd_lb_stats sds;
6607
6608         init_sd_lb_stats(&sds);
6609
6610         /*
6611          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6612          * this level.
6613          */
6614         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6615         local = &sds.local_stat;
6616         busiest = &sds.busiest_stat;
6617
6618         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
6619         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6620             check_asym_packing(env, &sds))
6621                 return sds.busiest;
6622
6623         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6624         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6625                 goto out_balanced;
6626
6627         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
6628                                                 / sds.total_capacity;
6629
6630         /*
6631          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6632          * work because they assume all things are equal, which typically
6633          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6634          */
6635         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
6636                 goto force_balance;
6637
6638         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6639         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
6640             busiest->group_no_capacity)
6641                 goto force_balance;
6642
6643         /*
6644          * If the local group is busier than the selected busiest group
6645          * don't try and pull any tasks.
6646          */
6647         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6648                 goto out_balanced;
6649
6650         /*
6651          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6652          * average load.
6653          */
6654         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6655                 goto out_balanced;
6656
6657         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6658                 /*
6659                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
6660                  * and there is no imbalance between this and busiest group
6661                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
6662                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
6663                  * might end up to just move the imbalance on another group
6664                  */
6665                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
6666                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
6667                         goto out_balanced;
6668         } else {
6669                 /*
6670                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6671                  * imbalance_pct to be conservative.
6672                  */
6673                 if (100 * busiest->avg_load <=
6674                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6675                         goto out_balanced;
6676         }
6677
6678 force_balance:
6679         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6680         calculate_imbalance(env, &sds);
6681         return sds.busiest;
6682
6683 out_balanced:
6684         env->imbalance = 0;
6685         return NULL;
6686 }
6687
6688 /*
6689  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6690  */
6691 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6692                                      struct sched_group *group)
6693 {
6694         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6695         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
6696         int i;
6697
6698         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6699                 unsigned long capacity, wl;
6700                 enum fbq_type rt;
6701
6702                 rq = cpu_rq(i);
6703                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6704
6705                 /*
6706                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6707                  *  - regular: there are !numa tasks
6708                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6709                  *  - all:     there is no distinction
6710                  *
6711                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6712                  * ignore those when there's better options.
6713                  *
6714                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6715                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6716                  * queue by moving tasks around inside the node.
6717                  *
6718                  * If we cannot move enough load due to this classification
6719                  * the next pass will adjust the group classification and
6720                  * allow migration of more tasks.
6721                  *
6722                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6723                  */
6724                 if (rt > env->fbq_type)
6725                         continue;
6726
6727                 capacity = capacity_of(i);
6728
6729                 wl = weighted_cpuload(i);
6730
6731                 /*
6732                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6733                  * which is not scaled with the cpu capacity.
6734                  */
6735
6736                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
6737                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
6738                         continue;
6739
6740                 /*
6741                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6742                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
6743                  * that the load can be moved away from the cpu that is
6744                  * potentially running at a lower capacity.
6745                  *
6746                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
6747                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6748                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
6749                  * our previous maximum.
6750                  */
6751                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
6752                         busiest_load = wl;
6753                         busiest_capacity = capacity;
6754                         busiest = rq;
6755                 }
6756         }
6757
6758         return busiest;
6759 }
6760
6761 /*
6762  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6763  * so long as it is large enough.
6764  */
6765 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6766
6767 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6768 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6769
6770 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6771 {
6772         struct sched_domain *sd = env->sd;
6773
6774         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6775
6776                 /*
6777                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6778                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6779                  * lowest numbered CPUs.
6780                  */
6781                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6782                         return 1;
6783         }
6784
6785         /*
6786          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
6787          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
6788          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
6789          * available on dst_cpu.
6790          */
6791         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
6792             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
6793                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
6794                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
6795                         return 1;
6796         }
6797
6798         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6799 }
6800
6801 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6802
6803 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6804 {
6805         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6806         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6807         int cpu, balance_cpu = -1;
6808
6809         /*
6810          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6811          * to do the newly idle load balance.
6812          */
6813         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6814                 return 1;
6815
6816         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6817         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6818         /* Try to find first idle cpu */
6819         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6820                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6821                         continue;
6822
6823                 balance_cpu = cpu;
6824                 break;
6825         }
6826
6827         if (balance_cpu == -1)
6828                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6829
6830         /*
6831          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6832          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6833          */
6834         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6835 }
6836
6837 /*
6838  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6839  * tasks if there is an imbalance.
6840  */
6841 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6842                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6843                         int *continue_balancing)
6844 {
6845         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6846         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6847         struct sched_group *group;
6848         struct rq *busiest;
6849         unsigned long flags;
6850         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
6851
6852         struct lb_env env = {
6853                 .sd             = sd,
6854                 .dst_cpu        = this_cpu,
6855                 .dst_rq         = this_rq,
6856                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6857                 .idle           = idle,
6858                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6859                 .cpus           = cpus,
6860                 .fbq_type       = all,
6861                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
6862         };
6863
6864         /*
6865          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6866          * other cpus in our group
6867          */
6868         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6869                 env.dst_grpmask = NULL;
6870
6871         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6872
6873         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6874
6875 redo:
6876         if (!should_we_balance(&env)) {
6877                 *continue_balancing = 0;
6878                 goto out_balanced;
6879         }
6880
6881         group = find_busiest_group(&env);
6882         if (!group) {
6883                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6884                 goto out_balanced;
6885         }
6886
6887         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6888         if (!busiest) {
6889                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6890                 goto out_balanced;
6891         }
6892
6893         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6894
6895         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6896
6897         env.src_cpu = busiest->cpu;
6898         env.src_rq = busiest;
6899
6900         ld_moved = 0;
6901         if (busiest->nr_running > 1) {
6902                 /*
6903                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6904                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6905                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6906                  * correctly treated as an imbalance.
6907                  */
6908                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6909                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6910
6911 more_balance:
6912                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6913
6914                 /*
6915                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6916                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6917                  */
6918                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
6919
6920                 /*
6921                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
6922                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
6923                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
6924                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
6925                  * See task_rq_lock() family for the details.
6926                  */
6927
6928                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
6929
6930                 if (cur_ld_moved) {
6931                         attach_tasks(&env);
6932                         ld_moved += cur_ld_moved;
6933                 }
6934
6935                 local_irq_restore(flags);
6936
6937                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6938                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6939                         goto more_balance;
6940                 }
6941
6942                 /*
6943                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6944                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6945                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6946                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6947                  * sched_group.
6948                  *
6949                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6950                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6951                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6952                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6953                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6954                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6955                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6956                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6957                  * This however should not happen so much in practice and
6958                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6959                  * excess load moved.
6960                  */
6961                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6962
6963                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6964                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6965
6966                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6967                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6968                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6969                         env.loop         = 0;
6970                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6971
6972                         /*
6973                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6974                          * need to continue with same src_cpu.
6975                          */
6976                         goto more_balance;
6977                 }
6978
6979                 /*
6980                  * We failed to reach balance because of affinity.
6981                  */
6982                 if (sd_parent) {
6983                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
6984
6985                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
6986                                 *group_imbalance = 1;
6987                 }
6988
6989                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6990                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6991                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6992                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6993                                 env.loop = 0;
6994                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6995                                 goto redo;
6996                         }
6997                         goto out_all_pinned;
6998                 }
6999         }
7000
7001         if (!ld_moved) {
7002                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
7003                 /*
7004                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
7005                  * We do not want newidle balance, which can be very
7006                  * frequent, pollute the failure counter causing
7007                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
7008                  */
7009                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
7010                         sd->nr_balance_failed++;
7011
7012                 if (need_active_balance(&env)) {
7013                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
7014
7015                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
7016                          * if the curr task on busiest cpu can't be
7017                          * moved to this_cpu
7018                          */
7019                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
7020                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
7021                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
7022                                                             flags);
7023                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
7024                                 goto out_one_pinned;
7025                         }
7026
7027                         /*
7028                          * ->active_balance synchronizes accesses to
7029                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
7030                          * only after active load balance is finished.
7031                          */
7032                         if (!busiest->active_balance) {
7033                                 busiest->active_balance = 1;
7034                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
7035                                 active_balance = 1;
7036                         }
7037                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
7038
7039                         if (active_balance) {
7040                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
7041                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
7042                                         &busiest->active_balance_work);
7043                         }
7044
7045                         /*
7046                          * We've kicked active balancing, reset the failure
7047                          * counter.
7048                          */
7049                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
7050                 }
7051         } else
7052                 sd->nr_balance_failed = 0;
7053
7054         if (likely(!active_balance)) {
7055                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
7056                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
7057         } else {
7058                 /*
7059                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
7060                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
7061                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
7062                  * detach_tasks).
7063                  */
7064                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
7065                         sd->balance_interval *= 2;
7066         }
7067
7068         goto out;
7069
7070 out_balanced:
7071         /*
7072          * We reach balance although we may have faced some affinity
7073          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
7074          */
7075         if (sd_parent) {
7076                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
7077
7078                 if (*group_imbalance)
7079                         *group_imbalance = 0;
7080         }
7081
7082 out_all_pinned:
7083         /*
7084          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
7085          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
7086          * can try to migrate them.
7087          */
7088         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
7089
7090         sd->nr_balance_failed = 0;
7091
7092 out_one_pinned:
7093         /* tune up the balancing interval */
7094         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
7095                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
7096                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
7097                 sd->balance_interval *= 2;
7098
7099         ld_moved = 0;
7100 out:
7101         return ld_moved;
7102 }
7103
7104 static inline unsigned long
7105 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
7106 {
7107         unsigned long interval = sd->balance_interval;
7108
7109         if (cpu_busy)
7110                 interval *= sd->busy_factor;
7111
7112         /* scale ms to jiffies */
7113         interval = msecs_to_jiffies(interval);
7114         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7115
7116         return interval;
7117 }
7118
7119 static inline void
7120 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
7121 {
7122         unsigned long interval, next;
7123
7124         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
7125         next = sd->last_balance + interval;
7126
7127         if (time_after(*next_balance, next))
7128                 *next_balance = next;
7129 }
7130
7131 /*
7132  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
7133  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
7134  */
7135 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
7136 {
7137         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
7138         int this_cpu = this_rq->cpu;
7139         struct sched_domain *sd;
7140         int pulled_task = 0;
7141         u64 curr_cost = 0;
7142
7143         idle_enter_fair(this_rq);
7144
7145         /*
7146          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
7147          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
7148          */
7149         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
7150
7151         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
7152             !this_rq->rd->overload) {
7153                 rcu_read_lock();
7154                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
7155                 if (sd)
7156                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7157                 rcu_read_unlock();
7158
7159                 goto out;
7160         }
7161
7162         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
7163
7164         update_blocked_averages(this_cpu);
7165         rcu_read_lock();
7166         for_each_domain(this_cpu, sd) {
7167                 int continue_balancing = 1;
7168                 u64 t0, domain_cost;
7169
7170                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7171                         continue;
7172
7173                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
7174                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7175                         break;
7176                 }
7177
7178                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
7179                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
7180
7181                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
7182                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
7183                                                    &continue_balancing);
7184
7185                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
7186                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
7187                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
7188
7189                         curr_cost += domain_cost;
7190                 }
7191
7192                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7193
7194                 /*
7195                  * Stop searching for tasks to pull if there are
7196                  * now runnable tasks on this rq.
7197                  */
7198                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
7199                         break;
7200         }
7201         rcu_read_unlock();
7202
7203         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
7204
7205         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
7206                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
7207
7208         /*
7209          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
7210          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
7211          * pretend we pulled a task.
7212          */
7213         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
7214                 pulled_task = 1;
7215
7216 out:
7217         /* Move the next balance forward */
7218         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
7219                 this_rq->next_balance = next_balance;
7220
7221         /* Is there a task of a high priority class? */
7222         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
7223                 pulled_task = -1;
7224
7225         if (pulled_task) {
7226                 idle_exit_fair(this_rq);
7227                 this_rq->idle_stamp = 0;
7228         }
7229
7230         return pulled_task;
7231 }
7232
7233 /*
7234  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
7235  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
7236  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
7237  * avoids physical / logical imbalances.
7238  */
7239 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
7240 {
7241         struct rq *busiest_rq = data;
7242         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
7243         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
7244         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
7245         struct sched_domain *sd;
7246         struct task_struct *p = NULL;
7247
7248         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
7249
7250         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
7251         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
7252                      !busiest_rq->active_balance))
7253                 goto out_unlock;
7254
7255         /* Is there any task to move? */
7256         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
7257                 goto out_unlock;
7258
7259         /*
7260          * This condition is "impossible", if it occurs
7261          * we need to fix it. Originally reported by
7262          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
7263          */
7264         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
7265
7266         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
7267         rcu_read_lock();
7268         for_each_domain(target_cpu, sd) {
7269                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
7270                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
7271                                 break;
7272         }
7273
7274         if (likely(sd)) {
7275                 struct lb_env env = {
7276                         .sd             = sd,
7277                         .dst_cpu        = target_cpu,
7278                         .dst_rq         = target_rq,
7279                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
7280                         .src_rq         = busiest_rq,
7281                         .idle           = CPU_IDLE,
7282                 };
7283
7284                 schedstat_inc(sd, alb_count);
7285
7286                 p = detach_one_task(&env);
7287                 if (p)
7288                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
7289                 else
7290                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
7291         }
7292         rcu_read_unlock();
7293 out_unlock:
7294         busiest_rq->active_balance = 0;
7295         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
7296
7297         if (p)
7298                 attach_one_task(target_rq, p);
7299
7300         local_irq_enable();
7301
7302         return 0;
7303 }
7304
7305 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
7306 {
7307         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
7308 }
7309
7310 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7311 /*
7312  * idle load balancing details
7313  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
7314  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
7315  *   load balancing for all the idle CPUs.
7316  */
7317 static struct {
7318         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
7319         atomic_t nr_cpus;
7320         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
7321 } nohz ____cacheline_aligned;
7322
7323 static inline int find_new_ilb(void)
7324 {
7325         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
7326
7327         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
7328                 return ilb;
7329
7330         return nr_cpu_ids;
7331 }
7332
7333 /*
7334  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
7335  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
7336  * CPU (if there is one).
7337  */
7338 static void nohz_balancer_kick(void)
7339 {
7340         int ilb_cpu;
7341
7342         nohz.next_balance++;
7343
7344         ilb_cpu = find_new_ilb();
7345
7346         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
7347                 return;
7348
7349         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
7350                 return;
7351         /*
7352          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
7353          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
7354          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
7355          * will be run before returning from the IPI.
7356          */
7357         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
7358         return;
7359 }
7360
7361 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
7362 {
7363         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
7364                 /*
7365                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
7366                  */
7367                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
7368                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7369                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
7370                 }
7371                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7372         }
7373 }
7374
7375 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
7376 {
7377         struct sched_domain *sd;
7378         int cpu = smp_processor_id();
7379
7380         rcu_read_lock();
7381         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7382
7383         if (!sd || !sd->nohz_idle)
7384                 goto unlock;
7385         sd->nohz_idle = 0;
7386
7387         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7388 unlock:
7389         rcu_read_unlock();
7390 }
7391
7392 void set_cpu_sd_state_idle(void)
7393 {
7394         struct sched_domain *sd;
7395         int cpu = smp_processor_id();
7396
7397         rcu_read_lock();
7398         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7399
7400         if (!sd || sd->nohz_idle)
7401                 goto unlock;
7402         sd->nohz_idle = 1;
7403
7404         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7405 unlock:
7406         rcu_read_unlock();
7407 }
7408
7409 /*
7410  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
7411  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
7412  */
7413 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
7414 {
7415         /*
7416          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
7417          */
7418         if (!cpu_active(cpu))
7419                 return;
7420
7421         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
7422                 return;
7423
7424         /*
7425          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
7426          */
7427         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
7428                 return;
7429
7430         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7431         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
7432         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7433 }
7434
7435 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
7436                                         unsigned long action, void *hcpu)
7437 {
7438         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
7439         case CPU_DYING:
7440                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
7441                 return NOTIFY_OK;
7442         default:
7443                 return NOTIFY_DONE;
7444         }
7445 }
7446 #endif
7447
7448 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
7449
7450 /*
7451  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
7452  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
7453  */
7454 void update_max_interval(void)
7455 {
7456         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
7457 }
7458
7459 /*
7460  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
7461  * and initiates a balancing operation if so.
7462  *
7463  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
7464  */
7465 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
7466 {
7467         int continue_balancing = 1;
7468         int cpu = rq->cpu;
7469         unsigned long interval;
7470         struct sched_domain *sd;
7471         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
7472         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
7473         int update_next_balance = 0;
7474         int need_serialize, need_decay = 0;
7475         u64 max_cost = 0;
7476
7477         update_blocked_averages(cpu);
7478
7479         rcu_read_lock();
7480         for_each_domain(cpu, sd) {
7481                 /*
7482                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
7483                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
7484                  */
7485                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
7486                         sd->max_newidle_lb_cost =
7487                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
7488                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
7489                         need_decay = 1;
7490                 }
7491                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
7492
7493                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7494                         continue;
7495
7496                 /*
7497                  * Stop the load balance at this level. There is another
7498                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
7499                  * actively.
7500                  */
7501                 if (!continue_balancing) {
7502                         if (need_decay)
7503                                 continue;
7504                         break;
7505                 }
7506
7507                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7508
7509                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7510                 if (need_serialize) {
7511                         if (!spin_trylock(&balancing))
7512                                 goto out;
7513                 }
7514
7515                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7516                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7517                                 /*
7518                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7519                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7520                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7521                                  */
7522                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7523                         }
7524                         sd->last_balance = jiffies;
7525                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7526                 }
7527                 if (need_serialize)
7528                         spin_unlock(&balancing);
7529 out:
7530                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7531                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7532                         update_next_balance = 1;
7533                 }
7534         }
7535         if (need_decay) {
7536                 /*
7537                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7538                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7539                  */
7540                 rq->max_idle_balance_cost =
7541                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7542         }
7543         rcu_read_unlock();
7544
7545         /*
7546          * next_balance will be updated only when there is a need.
7547          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7548          * updated.
7549          */
7550         if (likely(update_next_balance))
7551                 rq->next_balance = next_balance;
7552 }
7553
7554 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7555 /*
7556  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7557  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7558  */
7559 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7560 {
7561         int this_cpu = this_rq->cpu;
7562         struct rq *rq;
7563         int balance_cpu;
7564
7565         if (idle != CPU_IDLE ||
7566             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7567                 goto end;
7568
7569         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7570                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7571                         continue;
7572
7573                 /*
7574                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7575                  * work being done for other cpus. Next load
7576                  * balancing owner will pick it up.
7577                  */
7578                 if (need_resched())
7579                         break;
7580
7581                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7582
7583                 /*
7584                  * If time for next balance is due,
7585                  * do the balance.
7586                  */
7587                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
7588                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7589                         update_rq_clock(rq);
7590                         update_idle_cpu_load(rq);
7591                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7592                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7593                 }
7594
7595                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
7596                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
7597         }
7598         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
7599 end:
7600         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7601 }
7602
7603 /*
7604  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7605  * of an idle cpu in the system.
7606  *   - This rq has more than one task.
7607  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
7608  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
7609  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
7610  *     multiple busy cpu.
7611  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7612  *     domain span are idle.
7613  */
7614 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7615 {
7616         unsigned long now = jiffies;
7617         struct sched_domain *sd;
7618         struct sched_group_capacity *sgc;
7619         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7620         bool kick = false;
7621
7622         if (unlikely(rq->idle_balance))
7623                 return false;
7624
7625        /*
7626         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7627         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7628         */
7629         set_cpu_sd_state_busy();
7630         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7631
7632         /*
7633          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7634          * balancing.
7635          */
7636         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7637                 return false;
7638
7639         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7640                 return false;
7641
7642         if (rq->nr_running >= 2)
7643                 return true;
7644
7645         rcu_read_lock();
7646         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7647         if (sd) {
7648                 sgc = sd->groups->sgc;
7649                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
7650
7651                 if (nr_busy > 1) {
7652                         kick = true;
7653                         goto unlock;
7654                 }
7655
7656         }
7657
7658         sd = rcu_dereference(rq->sd);
7659         if (sd) {
7660                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
7661                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
7662                         kick = true;
7663                         goto unlock;
7664                 }
7665         }
7666
7667         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7668         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7669                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
7670                 kick = true;
7671                 goto unlock;
7672         }
7673
7674 unlock:
7675         rcu_read_unlock();
7676         return kick;
7677 }
7678 #else
7679 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7680 #endif
7681
7682 /*
7683  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7684  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7685  */
7686 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7687 {
7688         struct rq *this_rq = this_rq();
7689         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7690                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7691
7692         /*
7693          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7694          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7695          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
7696          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
7697          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
7698          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
7699          */
7700         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7701         rebalance_domains(this_rq, idle);
7702 }
7703
7704 /*
7705  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7706  */
7707 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7708 {
7709         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7710         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7711                 return;
7712
7713         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7714                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7715 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7716         if (nohz_kick_needed(rq))
7717                 nohz_balancer_kick();
7718 #endif
7719 }
7720
7721 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7722 {
7723         update_sysctl();
7724
7725         update_runtime_enabled(rq);
7726 }
7727
7728 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7729 {
7730         update_sysctl();
7731
7732         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7733         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7734 }
7735
7736 #endif /* CONFIG_SMP */
7737
7738 /*
7739  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7740  */
7741 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7742 {
7743         struct cfs_rq *cfs_rq;
7744         struct sched_entity *se = &curr->se;
7745
7746         for_each_sched_entity(se) {
7747                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7748                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7749         }
7750
7751         if (numabalancing_enabled)
7752                 task_tick_numa(rq, curr);
7753 }
7754
7755 /*
7756  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7757  *  - child not yet on the tasklist
7758  *  - preemption disabled
7759  */
7760 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7761 {
7762         struct cfs_rq *cfs_rq;
7763         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7764         int this_cpu = smp_processor_id();
7765         struct rq *rq = this_rq();
7766         unsigned long flags;
7767
7768         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7769
7770         update_rq_clock(rq);
7771
7772         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7773         curr = cfs_rq->curr;
7774
7775         /*
7776          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7777          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7778          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7779          * of child point to valid ones.
7780          */
7781         rcu_read_lock();
7782         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7783         rcu_read_unlock();
7784
7785         update_curr(cfs_rq);
7786
7787         if (curr)
7788                 se->vruntime = curr->vruntime;
7789         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7790
7791         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7792                 /*
7793                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7794                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7795                  */
7796                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7797                 resched_curr(rq);
7798         }
7799
7800         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7801
7802         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7803 }
7804
7805 /*
7806  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7807  * the current task.
7808  */
7809 static void
7810 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7811 {
7812         if (!task_on_rq_queued(p))
7813                 return;
7814
7815         /*
7816          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7817          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7818          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7819          */
7820         if (rq->curr == p) {
7821                 if (p->prio > oldprio)
7822                         resched_curr(rq);
7823         } else
7824                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7825 }
7826
7827 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7828 {
7829         struct sched_entity *se = &p->se;
7830         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7831
7832         /*
7833          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when it's
7834          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
7835          * do the right thing.
7836          *
7837          * If it's queued, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
7838          * have normalized the vruntime, if it's !queued, then only when
7839          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
7840          */
7841         if (!task_on_rq_queued(p) && p->state != TASK_RUNNING) {
7842                 /*
7843                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7844                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7845                  */
7846                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7847                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7848         }
7849
7850 #ifdef CONFIG_SMP
7851         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
7852         __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq), &se->avg,
7853                 se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight), cfs_rq->curr == se);
7854
7855         cfs_rq->avg.load_avg =
7856                 max_t(long, cfs_rq->avg.load_avg - se->avg.load_avg, 0);
7857         cfs_rq->avg.load_sum =
7858                 max_t(s64, cfs_rq->avg.load_sum - se->avg.load_sum, 0);
7859         cfs_rq->avg.util_avg =
7860                 max_t(long, cfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg, 0);
7861         cfs_rq->avg.util_sum =
7862                 max_t(s32, cfs_rq->avg.util_sum - se->avg.util_sum, 0);
7863 #endif
7864 }
7865
7866 /*
7867  * We switched to the sched_fair class.
7868  */
7869 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7870 {
7871 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7872         struct sched_entity *se = &p->se;
7873         /*
7874          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
7875          * class maintain depth value), reset depth properly.
7876          */
7877         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7878 #endif
7879         if (!task_on_rq_queued(p))
7880                 return;
7881
7882         /*
7883          * We were most likely switched from sched_rt, so
7884          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7885          * if we can still preempt the current task.
7886          */
7887         if (rq->curr == p)
7888                 resched_curr(rq);
7889         else
7890                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7891 }
7892
7893 /* Account for a task changing its policy or group.
7894  *
7895  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7896  * migrates between groups/classes.
7897  */
7898 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7899 {
7900         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7901
7902         for_each_sched_entity(se) {
7903                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7904
7905                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7906                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7907                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7908         }
7909 }
7910
7911 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7912 {
7913         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7914         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7915 #ifndef CONFIG_64BIT
7916         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7917 #endif
7918 #ifdef CONFIG_SMP
7919         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
7920         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
7921 #endif
7922 }
7923
7924 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7925 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int queued)
7926 {
7927         struct sched_entity *se = &p->se;
7928         struct cfs_rq *cfs_rq;
7929
7930         /*
7931          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7932          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7933          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7934          * bonus in place_entity()).
7935          *
7936          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7937          * ->vruntime to a relative base.
7938          *
7939          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7940          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7941          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7942          */
7943         /*
7944          * When !queued, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7945          * But there are some cases where it has already been normalized:
7946          *
7947          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7948          *   wake_up_new_task().
7949          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7950          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7951          *
7952          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7953          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7954          */
7955         if (!queued && (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7956                 queued = 1;
7957
7958         if (!queued)
7959                 se->vruntime -= cfs_rq_of(se)->min_vruntime;
7960         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7961         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7962         if (!queued) {
7963                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7964                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7965
7966 #ifdef CONFIG_SMP
7967                 /* Virtually synchronize task with its new cfs_rq */
7968                 p->se.avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
7969                 cfs_rq->avg.load_avg += p->se.avg.load_avg;
7970                 cfs_rq->avg.load_sum += p->se.avg.load_sum;
7971                 cfs_rq->avg.util_avg += p->se.avg.util_avg;
7972                 cfs_rq->avg.util_sum += p->se.avg.util_sum;
7973 #endif
7974         }
7975 }
7976
7977 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7978 {
7979         int i;
7980
7981         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7982
7983         for_each_possible_cpu(i) {
7984                 if (tg->cfs_rq)
7985                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7986                 if (tg->se)
7987                         kfree(tg->se[i]);
7988         }
7989
7990         kfree(tg->cfs_rq);
7991         kfree(tg->se);
7992 }
7993
7994 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7995 {
7996         struct cfs_rq *cfs_rq;
7997         struct sched_entity *se;
7998         int i;
7999
8000         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8001         if (!tg->cfs_rq)
8002                 goto err;
8003         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8004         if (!tg->se)
8005                 goto err;
8006
8007         tg->shares = NICE_0_LOAD;
8008
8009         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8010
8011         for_each_possible_cpu(i) {
8012                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
8013                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8014                 if (!cfs_rq)
8015                         goto err;
8016
8017                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
8018                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8019                 if (!se)
8020                         goto err_free_rq;
8021
8022                 init_cfs_rq(cfs_rq);
8023                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
8024         }
8025
8026         return 1;
8027
8028 err_free_rq:
8029         kfree(cfs_rq);
8030 err:
8031         return 0;
8032 }
8033
8034 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8035 {
8036         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8037         unsigned long flags;
8038
8039         /*
8040         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
8041         * check on_list without danger of it being re-added.
8042         */
8043         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
8044                 return;
8045
8046         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8047         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
8048         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8049 }
8050
8051 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
8052                         struct sched_entity *se, int cpu,
8053                         struct sched_entity *parent)
8054 {
8055         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8056
8057         cfs_rq->tg = tg;
8058         cfs_rq->rq = rq;
8059         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
8060
8061         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
8062         tg->se[cpu] = se;
8063
8064         /* se could be NULL for root_task_group */
8065         if (!se)
8066                 return;
8067
8068         if (!parent) {
8069                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
8070                 se->depth = 0;
8071         } else {
8072                 se->cfs_rq = parent->my_q;
8073                 se->depth = parent->depth + 1;
8074         }
8075
8076         se->my_q = cfs_rq;
8077         /* guarantee group entities always have weight */
8078         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
8079         se->parent = parent;
8080 }
8081
8082 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
8083
8084 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
8085 {
8086         int i;
8087         unsigned long flags;
8088
8089         /*
8090          * We can't change the weight of the root cgroup.
8091          */
8092         if (!tg->se[0])
8093                 return -EINVAL;
8094
8095         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
8096
8097         mutex_lock(&shares_mutex);
8098         if (tg->shares == shares)
8099                 goto done;
8100
8101         tg->shares = shares;
8102         for_each_possible_cpu(i) {
8103                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8104                 struct sched_entity *se;
8105
8106                 se = tg->se[i];
8107                 /* Propagate contribution to hierarchy */
8108                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8109
8110                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
8111                 update_rq_clock(rq);
8112                 for_each_sched_entity(se)
8113                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
8114                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8115         }
8116
8117 done:
8118         mutex_unlock(&shares_mutex);
8119         return 0;
8120 }
8121 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8122
8123 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
8124
8125 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8126 {
8127         return 1;
8128 }
8129
8130 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
8131
8132 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8133
8134
8135 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
8136 {
8137         struct sched_entity *se = &task->se;
8138         unsigned int rr_interval = 0;
8139
8140         /*
8141          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
8142          * idle runqueue:
8143          */
8144         if (rq->cfs.load.weight)
8145                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
8146
8147         return rr_interval;
8148 }
8149
8150 /*
8151  * All the scheduling class methods:
8152  */
8153 const struct sched_class fair_sched_class = {
8154         .next                   = &idle_sched_class,
8155         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
8156         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
8157         .yield_task             = yield_task_fair,
8158         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
8159
8160         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
8161
8162         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
8163         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
8164
8165 #ifdef CONFIG_SMP
8166         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
8167         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
8168
8169         .rq_online              = rq_online_fair,
8170         .rq_offline             = rq_offline_fair,
8171
8172         .task_waking            = task_waking_fair,
8173 #endif
8174
8175         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
8176         .task_tick              = task_tick_fair,
8177         .task_fork              = task_fork_fair,
8178
8179         .prio_changed           = prio_changed_fair,
8180         .switched_from          = switched_from_fair,
8181         .switched_to            = switched_to_fair,
8182
8183         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
8184
8185         .update_curr            = update_curr_fair,
8186
8187 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8188         .task_move_group        = task_move_group_fair,
8189 #endif
8190 };
8191
8192 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8193 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
8194 {
8195         struct cfs_rq *cfs_rq;
8196
8197         rcu_read_lock();
8198         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
8199                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
8200         rcu_read_unlock();
8201 }
8202
8203 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8204 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
8205 {
8206         int node;
8207         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
8208
8209         for_each_online_node(node) {
8210                 if (p->numa_faults) {
8211                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
8212                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
8213                 }
8214                 if (p->numa_group) {
8215                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
8216                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
8217                 }
8218                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
8219         }
8220 }
8221 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8222 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
8223
8224 __init void init_sched_fair_class(void)
8225 {
8226 #ifdef CONFIG_SMP
8227         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
8228
8229 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8230         nohz.next_balance = jiffies;
8231         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
8232         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
8233 #endif
8234 #endif /* SMP */
8235
8236 }