0d4632f7799b2e02063c6edb2b133268bb1ffaf9
[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 void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
287                                        int force_update);
288
289 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
290 {
291         if (!cfs_rq->on_list) {
292                 /*
293                  * Ensure we either appear before our parent (if already
294                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
295                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
296                  * reduces this to two cases.
297                  */
298                 if (cfs_rq->tg->parent &&
299                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
300                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
301                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
302                 } else {
303                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
304                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
305                 }
306
307                 cfs_rq->on_list = 1;
308                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
309                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
310         }
311 }
312
313 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
314 {
315         if (cfs_rq->on_list) {
316                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
317                 cfs_rq->on_list = 0;
318         }
319 }
320
321 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
322 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
323         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
324
325 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
326 static inline struct cfs_rq *
327 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
328 {
329         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
330                 return se->cfs_rq;
331
332         return NULL;
333 }
334
335 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
336 {
337         return se->parent;
338 }
339
340 static void
341 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
342 {
343         int se_depth, pse_depth;
344
345         /*
346          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
347          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
348          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
349          * parent.
350          */
351
352         /* First walk up until both entities are at same depth */
353         se_depth = (*se)->depth;
354         pse_depth = (*pse)->depth;
355
356         while (se_depth > pse_depth) {
357                 se_depth--;
358                 *se = parent_entity(*se);
359         }
360
361         while (pse_depth > se_depth) {
362                 pse_depth--;
363                 *pse = parent_entity(*pse);
364         }
365
366         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
367                 *se = parent_entity(*se);
368                 *pse = parent_entity(*pse);
369         }
370 }
371
372 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
373
374 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
375 {
376         return container_of(se, struct task_struct, se);
377 }
378
379 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
380 {
381         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
382 }
383
384 #define entity_is_task(se)      1
385
386 #define for_each_sched_entity(se) \
387                 for (; se; se = NULL)
388
389 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
390 {
391         return &task_rq(p)->cfs;
392 }
393
394 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
395 {
396         struct task_struct *p = task_of(se);
397         struct rq *rq = task_rq(p);
398
399         return &rq->cfs;
400 }
401
402 /* runqueue "owned" by this group */
403 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
404 {
405         return NULL;
406 }
407
408 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
409 {
410 }
411
412 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
413 {
414 }
415
416 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
417                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
418
419 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
420 {
421         return NULL;
422 }
423
424 static inline void
425 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
426 {
427 }
428
429 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
430
431 static __always_inline
432 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
433
434 /**************************************************************
435  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
436  */
437
438 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
439 {
440         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
441         if (delta > 0)
442                 max_vruntime = vruntime;
443
444         return max_vruntime;
445 }
446
447 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
448 {
449         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
450         if (delta < 0)
451                 min_vruntime = vruntime;
452
453         return min_vruntime;
454 }
455
456 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
457                                 struct sched_entity *b)
458 {
459         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
460 }
461
462 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
463 {
464         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
465
466         if (cfs_rq->curr)
467                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
468
469         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
470                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
471                                                    struct sched_entity,
472                                                    run_node);
473
474                 if (!cfs_rq->curr)
475                         vruntime = se->vruntime;
476                 else
477                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
478         }
479
480         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
481         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
482 #ifndef CONFIG_64BIT
483         smp_wmb();
484         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
485 #endif
486 }
487
488 /*
489  * Enqueue an entity into the rb-tree:
490  */
491 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
492 {
493         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
494         struct rb_node *parent = NULL;
495         struct sched_entity *entry;
496         int leftmost = 1;
497
498         /*
499          * Find the right place in the rbtree:
500          */
501         while (*link) {
502                 parent = *link;
503                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
504                 /*
505                  * We dont care about collisions. Nodes with
506                  * the same key stay together.
507                  */
508                 if (entity_before(se, entry)) {
509                         link = &parent->rb_left;
510                 } else {
511                         link = &parent->rb_right;
512                         leftmost = 0;
513                 }
514         }
515
516         /*
517          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
518          * used):
519          */
520         if (leftmost)
521                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
522
523         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
524         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
525 }
526
527 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
528 {
529         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
530                 struct rb_node *next_node;
531
532                 next_node = rb_next(&se->run_node);
533                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
534         }
535
536         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
537 }
538
539 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
540 {
541         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
542
543         if (!left)
544                 return NULL;
545
546         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
547 }
548
549 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
550 {
551         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
552
553         if (!next)
554                 return NULL;
555
556         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
557 }
558
559 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
560 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
561 {
562         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
563
564         if (!last)
565                 return NULL;
566
567         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
568 }
569
570 /**************************************************************
571  * Scheduling class statistics methods:
572  */
573
574 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
575                 void __user *buffer, size_t *lenp,
576                 loff_t *ppos)
577 {
578         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
579         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
580
581         if (ret || !write)
582                 return ret;
583
584         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
585                                         sysctl_sched_min_granularity);
586
587 #define WRT_SYSCTL(name) \
588         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
589         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
590         WRT_SYSCTL(sched_latency);
591         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
592 #undef WRT_SYSCTL
593
594         return 0;
595 }
596 #endif
597
598 /*
599  * delta /= w
600  */
601 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
602 {
603         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
604                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
605
606         return delta;
607 }
608
609 /*
610  * The idea is to set a period in which each task runs once.
611  *
612  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
613  * this period because otherwise the slices get too small.
614  *
615  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
616  */
617 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
618 {
619         u64 period = sysctl_sched_latency;
620         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
621
622         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
623                 period = sysctl_sched_min_granularity;
624                 period *= nr_running;
625         }
626
627         return period;
628 }
629
630 /*
631  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
632  * proportional to the weight.
633  *
634  * s = p*P[w/rw]
635  */
636 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
637 {
638         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
639
640         for_each_sched_entity(se) {
641                 struct load_weight *load;
642                 struct load_weight lw;
643
644                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
645                 load = &cfs_rq->load;
646
647                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
648                         lw = cfs_rq->load;
649
650                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
651                         load = &lw;
652                 }
653                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
654         }
655         return slice;
656 }
657
658 /*
659  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
660  *
661  * vs = s/w
662  */
663 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
664 {
665         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
666 }
667
668 #ifdef CONFIG_SMP
669 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int cpu);
670 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
671
672 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
673 static inline void __update_task_entity_utilization(struct sched_entity *se);
674
675 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
676 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
677 {
678         u32 slice;
679
680         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
681         p->se.avg.runnable_avg_sum = p->se.avg.running_avg_sum = slice;
682         p->se.avg.avg_period = slice;
683         __update_task_entity_contrib(&p->se);
684         __update_task_entity_utilization(&p->se);
685 }
686 #else
687 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
688 {
689 }
690 #endif
691
692 /*
693  * Update the current task's runtime statistics.
694  */
695 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
696 {
697         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
698         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
699         u64 delta_exec;
700
701         if (unlikely(!curr))
702                 return;
703
704         delta_exec = now - curr->exec_start;
705         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
706                 return;
707
708         curr->exec_start = now;
709
710         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
711                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
712
713         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
714         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
715
716         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
717         update_min_vruntime(cfs_rq);
718
719         if (entity_is_task(curr)) {
720                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
721
722                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
723                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
724                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
725         }
726
727         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
728 }
729
730 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
731 {
732         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
733 }
734
735 static inline void
736 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
737 {
738         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
739 }
740
741 /*
742  * Task is being enqueued - update stats:
743  */
744 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
745 {
746         /*
747          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
748          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
749          */
750         if (se != cfs_rq->curr)
751                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
752 }
753
754 static void
755 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
756 {
757         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
758                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
759         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
760         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
761                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
762 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
763         if (entity_is_task(se)) {
764                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
765                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
766         }
767 #endif
768         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
769 }
770
771 static inline void
772 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
773 {
774         /*
775          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
776          * waiting task:
777          */
778         if (se != cfs_rq->curr)
779                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
780 }
781
782 /*
783  * We are picking a new current task - update its stats:
784  */
785 static inline void
786 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
787 {
788         /*
789          * We are starting a new run period:
790          */
791         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
792 }
793
794 /**************************************************
795  * Scheduling class queueing methods:
796  */
797
798 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
799 /*
800  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
801  * calculated based on the tasks virtual memory size and
802  * numa_balancing_scan_size.
803  */
804 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
805 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
806
807 /* Portion of address space to scan in MB */
808 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
809
810 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
811 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
812
813 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
814 {
815         unsigned long rss = 0;
816         unsigned long nr_scan_pages;
817
818         /*
819          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
820          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
821          * on resident pages
822          */
823         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
824         rss = get_mm_rss(p->mm);
825         if (!rss)
826                 rss = nr_scan_pages;
827
828         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
829         return rss / nr_scan_pages;
830 }
831
832 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
833 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
834
835 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
836 {
837         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
838         unsigned int scan, floor;
839         unsigned int windows = 1;
840
841         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
842                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
843         floor = 1000 / windows;
844
845         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
846         return max_t(unsigned int, floor, scan);
847 }
848
849 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
850 {
851         unsigned int smin = task_scan_min(p);
852         unsigned int smax;
853
854         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
855         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
856         return max(smin, smax);
857 }
858
859 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
860 {
861         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
862         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
863 }
864
865 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
866 {
867         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
868         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
869 }
870
871 struct numa_group {
872         atomic_t refcount;
873
874         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
875         int nr_tasks;
876         pid_t gid;
877
878         struct rcu_head rcu;
879         nodemask_t active_nodes;
880         unsigned long total_faults;
881         /*
882          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
883          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
884          * more by CPU use than by memory faults.
885          */
886         unsigned long *faults_cpu;
887         unsigned long faults[0];
888 };
889
890 /* Shared or private faults. */
891 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
892
893 /* Memory and CPU locality */
894 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
895
896 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
897 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
898
899 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
900 {
901         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
902 }
903
904 /*
905  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
906  * occupy the first half of the array. The second half of the
907  * array is for current counters, which are averaged into the
908  * first set by task_numa_placement.
909  */
910 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
911 {
912         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
913 }
914
915 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
916 {
917         if (!p->numa_faults)
918                 return 0;
919
920         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
921                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
922 }
923
924 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
925 {
926         if (!p->numa_group)
927                 return 0;
928
929         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
930                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
931 }
932
933 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
934 {
935         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
936                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
937 }
938
939 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
940 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
941                                         int maxdist, bool task)
942 {
943         unsigned long score = 0;
944         int node;
945
946         /*
947          * All nodes are directly connected, and the same distance
948          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
949          */
950         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
951                 return 0;
952
953         /*
954          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
955          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
956          */
957         for_each_online_node(node) {
958                 unsigned long faults;
959                 int dist = node_distance(nid, node);
960
961                 /*
962                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
963                  * for placement; nid was already counted.
964                  */
965                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
966                         continue;
967
968                 /*
969                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
970                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
971                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
972                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
973                  * of each group. Skip other nodes.
974                  */
975                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
976                                         dist > maxdist)
977                         continue;
978
979                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
980                 if (task)
981                         faults = task_faults(p, node);
982                 else
983                         faults = group_faults(p, node);
984
985                 /*
986                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
987                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
988                  * directly connected bounce traffic through intermediate
989                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
990                  * The further away a node is, the less the faults count.
991                  * This seems to result in good task placement.
992                  */
993                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
994                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
995                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
996                 }
997
998                 score += faults;
999         }
1000
1001         return score;
1002 }
1003
1004 /*
1005  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1006  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1007  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1008  * evenly spread out between numa nodes.
1009  */
1010 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1011                                         int dist)
1012 {
1013         unsigned long faults, total_faults;
1014
1015         if (!p->numa_faults)
1016                 return 0;
1017
1018         total_faults = p->total_numa_faults;
1019
1020         if (!total_faults)
1021                 return 0;
1022
1023         faults = task_faults(p, nid);
1024         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1025
1026         return 1000 * faults / total_faults;
1027 }
1028
1029 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1030                                          int dist)
1031 {
1032         unsigned long faults, total_faults;
1033
1034         if (!p->numa_group)
1035                 return 0;
1036
1037         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1038
1039         if (!total_faults)
1040                 return 0;
1041
1042         faults = group_faults(p, nid);
1043         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1044
1045         return 1000 * faults / total_faults;
1046 }
1047
1048 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1049                                 int src_nid, int dst_cpu)
1050 {
1051         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1052         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1053         int last_cpupid, this_cpupid;
1054
1055         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1056
1057         /*
1058          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1059          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1060          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1061          *
1062          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1063          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1064          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1065          *
1066          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1067          * same result twice in a row, given these samples are fully
1068          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1069          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1070          *
1071          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1072          * act on an unlikely task<->page relation.
1073          */
1074         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1075         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1076                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1077                 return false;
1078
1079         /* Always allow migrate on private faults */
1080         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1081                 return true;
1082
1083         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1084         if (!ng)
1085                 return true;
1086
1087         /*
1088          * Do not migrate if the destination is not a node that
1089          * is actively used by this numa group.
1090          */
1091         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1092                 return false;
1093
1094         /*
1095          * Source is a node that is not actively used by this
1096          * numa group, while the destination is. Migrate.
1097          */
1098         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1099                 return true;
1100
1101         /*
1102          * Both source and destination are nodes in active
1103          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1104          * by migrating from more heavily used groups, to less
1105          * heavily used ones, spreading the load around.
1106          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1107          */
1108         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1109 }
1110
1111 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1112 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1113 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1114 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1115 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1116
1117 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1118 struct numa_stats {
1119         unsigned long nr_running;
1120         unsigned long load;
1121
1122         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1123         unsigned long compute_capacity;
1124
1125         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1126         unsigned long task_capacity;
1127         int has_free_capacity;
1128 };
1129
1130 /*
1131  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1132  */
1133 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1134 {
1135         int smt, cpu, cpus = 0;
1136         unsigned long capacity;
1137
1138         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1139         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1140                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1141
1142                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1143                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1144                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1145
1146                 cpus++;
1147         }
1148
1149         /*
1150          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1151          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1152          * not find this node attractive.
1153          *
1154          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1155          * imbalance and bail there.
1156          */
1157         if (!cpus)
1158                 return;
1159
1160         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1161         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1162         capacity = cpus / smt; /* cores */
1163
1164         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1165                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1166         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1167 }
1168
1169 struct task_numa_env {
1170         struct task_struct *p;
1171
1172         int src_cpu, src_nid;
1173         int dst_cpu, dst_nid;
1174
1175         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1176
1177         int imbalance_pct;
1178         int dist;
1179
1180         struct task_struct *best_task;
1181         long best_imp;
1182         int best_cpu;
1183 };
1184
1185 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1186                              struct task_struct *p, long imp)
1187 {
1188         if (env->best_task)
1189                 put_task_struct(env->best_task);
1190         if (p)
1191                 get_task_struct(p);
1192
1193         env->best_task = p;
1194         env->best_imp = imp;
1195         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1196 }
1197
1198 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1199                                 struct task_numa_env *env)
1200 {
1201         long src_capacity, dst_capacity;
1202         long orig_src_load;
1203         long load_a, load_b;
1204         long moved_load;
1205         long imb;
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         load_a = dst_load;
1219         load_b = src_load;
1220         if (load_a < load_b)
1221                 swap(load_a, load_b);
1222
1223         /* Is the difference below the threshold? */
1224         imb = load_a * src_capacity * 100 -
1225                 load_b * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1226         if (imb <= 0)
1227                 return false;
1228
1229         /*
1230          * The imbalance is above the allowed threshold.
1231          * Allow a move that brings us closer to a balanced situation,
1232          * without moving things past the point of balance.
1233          */
1234         orig_src_load = env->src_stats.load;
1235
1236         /*
1237          * In a task swap, there will be one load moving from src to dst,
1238          * and another moving back. This is the net sum of both moves.
1239          * A simple task move will always have a positive value.
1240          * Allow the move if it brings the system closer to a balanced
1241          * situation, without crossing over the balance point.
1242          */
1243         moved_load = orig_src_load - src_load;
1244
1245         if (moved_load > 0)
1246                 /* Moving src -> dst. Did we overshoot balance? */
1247                 return src_load * dst_capacity < dst_load * src_capacity;
1248         else
1249                 /* Moving dst -> src. Did we overshoot balance? */
1250                 return dst_load * src_capacity < src_load * dst_capacity;
1251 }
1252
1253 /*
1254  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1255  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1256  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1257  * be exchanged with the source task
1258  */
1259 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1260                               long taskimp, long groupimp)
1261 {
1262         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1263         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1264         struct task_struct *cur;
1265         long src_load, dst_load;
1266         long load;
1267         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1268         long moveimp = imp;
1269         int dist = env->dist;
1270
1271         rcu_read_lock();
1272
1273         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1274         cur = dst_rq->curr;
1275         /*
1276          * No need to move the exiting task, and this ensures that ->curr
1277          * wasn't reaped and thus get_task_struct() in task_numa_assign()
1278          * is safe under RCU read lock.
1279          * Note that rcu_read_lock() itself can't protect from the final
1280          * put_task_struct() after the last schedule().
1281          */
1282         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1283                 cur = NULL;
1284         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1285
1286         /*
1287          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1288          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1289          */
1290         if (cur == env->p)
1291                 goto unlock;
1292
1293         /*
1294          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1295          * source and destination node. Calculate the total differential for
1296          * the source task and potential destination task. The more negative
1297          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1298          * be incurred if the tasks were swapped.
1299          */
1300         if (cur) {
1301                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1302                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1303                         goto unlock;
1304
1305                 /*
1306                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1307                  * in any group then look only at task weights.
1308                  */
1309                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1310                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1311                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1312                         /*
1313                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1314                          * tasks within a group over tiny differences.
1315                          */
1316                         if (cur->numa_group)
1317                                 imp -= imp/16;
1318                 } else {
1319                         /*
1320                          * Compare the group weights. If a task is all by
1321                          * itself (not part of a group), use the task weight
1322                          * instead.
1323                          */
1324                         if (cur->numa_group)
1325                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1326                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1327                         else
1328                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1329                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1330                 }
1331         }
1332
1333         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1334                 goto unlock;
1335
1336         if (!cur) {
1337                 /* Is there capacity at our destination? */
1338                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1339                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1340                         goto unlock;
1341
1342                 goto balance;
1343         }
1344
1345         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1346         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1347                         dst_rq->nr_running == 1)
1348                 goto assign;
1349
1350         /*
1351          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1352          */
1353 balance:
1354         load = task_h_load(env->p);
1355         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1356         src_load = env->src_stats.load - load;
1357
1358         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1359                 /*
1360                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1361                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1362                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1363                  * so an actually idle CPU will win.
1364                  */
1365                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1366                         imp = moveimp - 1;
1367                         cur = NULL;
1368                         goto assign;
1369                 }
1370         }
1371
1372         if (imp <= env->best_imp)
1373                 goto unlock;
1374
1375         if (cur) {
1376                 load = task_h_load(cur);
1377                 dst_load -= load;
1378                 src_load += load;
1379         }
1380
1381         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1382                 goto unlock;
1383
1384         /*
1385          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1386          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1387          */
1388         if (!cur)
1389                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->dst_cpu);
1390
1391 assign:
1392         task_numa_assign(env, cur, imp);
1393 unlock:
1394         rcu_read_unlock();
1395 }
1396
1397 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1398                                 long taskimp, long groupimp)
1399 {
1400         int cpu;
1401
1402         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1403                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1404                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1405                         continue;
1406
1407                 env->dst_cpu = cpu;
1408                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1409         }
1410 }
1411
1412 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1413 {
1414         struct task_numa_env env = {
1415                 .p = p,
1416
1417                 .src_cpu = task_cpu(p),
1418                 .src_nid = task_node(p),
1419
1420                 .imbalance_pct = 112,
1421
1422                 .best_task = NULL,
1423                 .best_imp = 0,
1424                 .best_cpu = -1
1425         };
1426         struct sched_domain *sd;
1427         unsigned long taskweight, groupweight;
1428         int nid, ret, dist;
1429         long taskimp, groupimp;
1430
1431         /*
1432          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1433          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1434          *
1435          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1436          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1437          * to satisfy here.
1438          */
1439         rcu_read_lock();
1440         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1441         if (sd)
1442                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1443         rcu_read_unlock();
1444
1445         /*
1446          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1447          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1448          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1449          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1450          */
1451         if (unlikely(!sd)) {
1452                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1453                 return -EINVAL;
1454         }
1455
1456         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1457         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1458         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1459         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1460         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1461         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1462         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1463         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1464
1465         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1466         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1467
1468         /*
1469          * Look at other nodes in these cases:
1470          * - there is no space available on the preferred_nid
1471          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1472          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1473          *   we need to check other locations.
1474          */
1475         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1476                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1477                 for_each_online_node(nid) {
1478                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1479                                 continue;
1480
1481                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1482                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1483                                                 dist != env.dist) {
1484                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1485                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1486                         }
1487
1488                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1489                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1490                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1491                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1492                                 continue;
1493
1494                         env.dist = dist;
1495                         env.dst_nid = nid;
1496                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1497                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1498                 }
1499         }
1500
1501         /*
1502          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1503          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1504          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1505          * settle down.
1506          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1507          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1508          */
1509         if (p->numa_group) {
1510                 if (env.best_cpu == -1)
1511                         nid = env.src_nid;
1512                 else
1513                         nid = env.dst_nid;
1514
1515                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1516                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1517         }
1518
1519         /* No better CPU than the current one was found. */
1520         if (env.best_cpu == -1)
1521                 return -EAGAIN;
1522
1523         /*
1524          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1525          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1526          */
1527         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1528
1529         if (env.best_task == NULL) {
1530                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1531                 if (ret != 0)
1532                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1533                 return ret;
1534         }
1535
1536         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1537         if (ret != 0)
1538                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1539         put_task_struct(env.best_task);
1540         return ret;
1541 }
1542
1543 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1544 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1545 {
1546         unsigned long interval = HZ;
1547
1548         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1549         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1550                 return;
1551
1552         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1553         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1554         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1555
1556         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1557         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1558                 return;
1559
1560         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1561         task_numa_migrate(p);
1562 }
1563
1564 /*
1565  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1566  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1567  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1568  * located.
1569  *
1570  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1571  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1572  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1573  * only removed when they drop below 3/16.
1574  */
1575 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1576 {
1577         unsigned long faults, max_faults = 0;
1578         int nid;
1579
1580         for_each_online_node(nid) {
1581                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1582                 if (faults > max_faults)
1583                         max_faults = faults;
1584         }
1585
1586         for_each_online_node(nid) {
1587                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1588                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1589                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1590                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1591                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1592                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1593         }
1594 }
1595
1596 /*
1597  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1598  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1599  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1600  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1601  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1602  */
1603 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1604 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1605
1606 /*
1607  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1608  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1609  * the page accesses are shared with other processes.
1610  * Otherwise, decrease the scan period.
1611  */
1612 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1613                         unsigned long shared, unsigned long private)
1614 {
1615         unsigned int period_slot;
1616         int ratio;
1617         int diff;
1618
1619         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1620         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1621
1622         /*
1623          * If there were no record hinting faults then either the task is
1624          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1625          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1626          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1627          * node is overloaded. In either case, scan slower
1628          */
1629         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1630                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1631                         p->numa_scan_period << 1);
1632
1633                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1634                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1635
1636                 return;
1637         }
1638
1639         /*
1640          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1641          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1642          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1643          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1644          */
1645         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1646         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1647         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1648                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1649                 if (!slot)
1650                         slot = 1;
1651                 diff = slot * period_slot;
1652         } else {
1653                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1654
1655                 /*
1656                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1657                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1658                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1659                  * speaking the intent is that there is little point
1660                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1661                  * simply bounce migrations uselessly
1662                  */
1663                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1664                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1665         }
1666
1667         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1668                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1669         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1670 }
1671
1672 /*
1673  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1674  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1675  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1676  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1677  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1678  */
1679 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1680 {
1681         u64 runtime, delta, now;
1682         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1683         now = p->se.exec_start;
1684         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1685
1686         if (p->last_task_numa_placement) {
1687                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1688                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1689         } else {
1690                 delta = p->se.avg.runnable_avg_sum;
1691                 *period = p->se.avg.avg_period;
1692         }
1693
1694         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1695         p->last_task_numa_placement = now;
1696
1697         return delta;
1698 }
1699
1700 /*
1701  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1702  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1703  * otherwise workloads might not converge.
1704  */
1705 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1706 {
1707         nodemask_t nodes;
1708         int dist;
1709
1710         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1711         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1712                 return nid;
1713
1714         /*
1715          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1716          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1717          * both the node itself, and on nearby nodes.
1718          */
1719         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1720                 unsigned long score, max_score = 0;
1721                 int node, max_node = nid;
1722
1723                 dist = sched_max_numa_distance;
1724
1725                 for_each_online_node(node) {
1726                         score = group_weight(p, node, dist);
1727                         if (score > max_score) {
1728                                 max_score = score;
1729                                 max_node = node;
1730                         }
1731                 }
1732                 return max_node;
1733         }
1734
1735         /*
1736          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1737          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1738          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1739          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1740          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1741          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1742          * keep the complexity of the search down.
1743          */
1744         nodes = node_online_map;
1745         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1746                 unsigned long max_faults = 0;
1747                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1748                 int a, b;
1749
1750                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1751                 if (!find_numa_distance(dist))
1752                         continue;
1753
1754                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1755                         unsigned long faults = 0;
1756                         nodemask_t this_group;
1757                         nodes_clear(this_group);
1758
1759                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1760                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1761                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1762                                         faults += group_faults(p, b);
1763                                         node_set(b, this_group);
1764                                         node_clear(b, nodes);
1765                                 }
1766                         }
1767
1768                         /* Remember the top group. */
1769                         if (faults > max_faults) {
1770                                 max_faults = faults;
1771                                 max_group = this_group;
1772                                 /*
1773                                  * subtle: at the smallest distance there is
1774                                  * just one node left in each "group", the
1775                                  * winner is the preferred nid.
1776                                  */
1777                                 nid = a;
1778                         }
1779                 }
1780                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1781                 if (!max_faults)
1782                         break;
1783                 nodes = max_group;
1784         }
1785         return nid;
1786 }
1787
1788 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1789 {
1790         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1791         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1792         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1793         unsigned long total_faults;
1794         u64 runtime, period;
1795         spinlock_t *group_lock = NULL;
1796
1797         /*
1798          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
1799          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
1800          * that the field is read in a single access:
1801          */
1802         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1803         if (p->numa_scan_seq == seq)
1804                 return;
1805         p->numa_scan_seq = seq;
1806         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1807
1808         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1809                        p->numa_faults_locality[1];
1810         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1811
1812         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1813         if (p->numa_group) {
1814                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1815                 spin_lock_irq(group_lock);
1816         }
1817
1818         /* Find the node with the highest number of faults */
1819         for_each_online_node(nid) {
1820                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1821                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1822                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1823                 int priv;
1824
1825                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1826                         long diff, f_diff, f_weight;
1827
1828                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1829                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1830                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1831                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1832
1833                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1834                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1835                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1836                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1837
1838                         /*
1839                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1840                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1841                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1842                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1843                          * faults are less important.
1844                          */
1845                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1846                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1847                                    (total_faults + 1);
1848                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1849                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1850
1851                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1852                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1853                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1854                         p->total_numa_faults += diff;
1855                         if (p->numa_group) {
1856                                 /*
1857                                  * safe because we can only change our own group
1858                                  *
1859                                  * mem_idx represents the offset for a given
1860                                  * nid and priv in a specific region because it
1861                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1862                                  */
1863                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1864                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1865                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1866                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1867                         }
1868                 }
1869
1870                 if (faults > max_faults) {
1871                         max_faults = faults;
1872                         max_nid = nid;
1873                 }
1874
1875                 if (group_faults > max_group_faults) {
1876                         max_group_faults = group_faults;
1877                         max_group_nid = nid;
1878                 }
1879         }
1880
1881         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1882
1883         if (p->numa_group) {
1884                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1885                 spin_unlock_irq(group_lock);
1886                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1887         }
1888
1889         if (max_faults) {
1890                 /* Set the new preferred node */
1891                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1892                         sched_setnuma(p, max_nid);
1893
1894                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1895                         numa_migrate_preferred(p);
1896         }
1897 }
1898
1899 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1900 {
1901         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1902 }
1903
1904 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1905 {
1906         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1907                 kfree_rcu(grp, rcu);
1908 }
1909
1910 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1911                         int *priv)
1912 {
1913         struct numa_group *grp, *my_grp;
1914         struct task_struct *tsk;
1915         bool join = false;
1916         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1917         int i;
1918
1919         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1920                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1921                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1922
1923                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1924                 if (!grp)
1925                         return;
1926
1927                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1928                 spin_lock_init(&grp->lock);
1929                 grp->gid = p->pid;
1930                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1931                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1932                                                 nr_node_ids;
1933
1934                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1935
1936                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1937                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1938
1939                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1940
1941                 grp->nr_tasks++;
1942                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1943         }
1944
1945         rcu_read_lock();
1946         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1947
1948         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1949                 goto no_join;
1950
1951         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1952         if (!grp)
1953                 goto no_join;
1954
1955         my_grp = p->numa_group;
1956         if (grp == my_grp)
1957                 goto no_join;
1958
1959         /*
1960          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1961          * the other task will join us.
1962          */
1963         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1964                 goto no_join;
1965
1966         /*
1967          * Tie-break on the grp address.
1968          */
1969         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1970                 goto no_join;
1971
1972         /* Always join threads in the same process. */
1973         if (tsk->mm == current->mm)
1974                 join = true;
1975
1976         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1977         if (flags & TNF_SHARED)
1978                 join = true;
1979
1980         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1981         *priv = !join;
1982
1983         if (join && !get_numa_group(grp))
1984                 goto no_join;
1985
1986         rcu_read_unlock();
1987
1988         if (!join)
1989                 return;
1990
1991         BUG_ON(irqs_disabled());
1992         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
1993
1994         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
1995                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
1996                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
1997         }
1998         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1999         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2000
2001         my_grp->nr_tasks--;
2002         grp->nr_tasks++;
2003
2004         spin_unlock(&my_grp->lock);
2005         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2006
2007         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2008
2009         put_numa_group(my_grp);
2010         return;
2011
2012 no_join:
2013         rcu_read_unlock();
2014         return;
2015 }
2016
2017 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2018 {
2019         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2020         void *numa_faults = p->numa_faults;
2021         unsigned long flags;
2022         int i;
2023
2024         if (grp) {
2025                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2026                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2027                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2028                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2029
2030                 grp->nr_tasks--;
2031                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2032                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2033                 put_numa_group(grp);
2034         }
2035
2036         p->numa_faults = NULL;
2037         kfree(numa_faults);
2038 }
2039
2040 /*
2041  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2042  */
2043 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2044 {
2045         struct task_struct *p = current;
2046         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2047         int cpu_node = task_node(current);
2048         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2049         int priv;
2050
2051         if (!numabalancing_enabled)
2052                 return;
2053
2054         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2055         if (!p->mm)
2056                 return;
2057
2058         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2059         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2060                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2061                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2062
2063                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2064                 if (!p->numa_faults)
2065                         return;
2066
2067                 p->total_numa_faults = 0;
2068                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2069         }
2070
2071         /*
2072          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2073          * to be private if the accessing pid has not changed
2074          */
2075         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2076                 priv = 1;
2077         } else {
2078                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2079                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2080                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2081         }
2082
2083         /*
2084          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2085          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2086          * actively using should be counted as local. This allows the
2087          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2088          */
2089         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2090                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2091                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2092                 local = 1;
2093
2094         task_numa_placement(p);
2095
2096         /*
2097          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2098          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2099          */
2100         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2101                 numa_migrate_preferred(p);
2102
2103         if (migrated)
2104                 p->numa_pages_migrated += pages;
2105         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2106                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2107
2108         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2109         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2110         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2111 }
2112
2113 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2114 {
2115         /*
2116          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2117          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2118          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2119          * much of an issue though, since this is just used for
2120          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2121          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2122          */
2123         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2124         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2125 }
2126
2127 /*
2128  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2129  * Triggered from task_tick_numa().
2130  */
2131 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2132 {
2133         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2134         struct task_struct *p = current;
2135         struct mm_struct *mm = p->mm;
2136         struct vm_area_struct *vma;
2137         unsigned long start, end;
2138         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2139         long pages;
2140
2141         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2142
2143         work->next = work; /* protect against double add */
2144         /*
2145          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2146          *
2147          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2148          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2149          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2150          * work.
2151          */
2152         if (p->flags & PF_EXITING)
2153                 return;
2154
2155         if (!mm->numa_next_scan) {
2156                 mm->numa_next_scan = now +
2157                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2158         }
2159
2160         /*
2161          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2162          */
2163         migrate = mm->numa_next_scan;
2164         if (time_before(now, migrate))
2165                 return;
2166
2167         if (p->numa_scan_period == 0) {
2168                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2169                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2170         }
2171
2172         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2173         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2174                 return;
2175
2176         /*
2177          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2178          * the next time around.
2179          */
2180         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2181
2182         start = mm->numa_scan_offset;
2183         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2184         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2185         if (!pages)
2186                 return;
2187
2188         down_read(&mm->mmap_sem);
2189         vma = find_vma(mm, start);
2190         if (!vma) {
2191                 reset_ptenuma_scan(p);
2192                 start = 0;
2193                 vma = mm->mmap;
2194         }
2195         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2196                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2197                         is_vm_hugetlb_page(vma)) {
2198                         continue;
2199                 }
2200
2201                 /*
2202                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2203                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2204                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2205                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2206                  */
2207                 if (!vma->vm_mm ||
2208                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2209                         continue;
2210
2211                 /*
2212                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2213                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2214                  */
2215                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2216                         continue;
2217
2218                 do {
2219                         start = max(start, vma->vm_start);
2220                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2221                         end = min(end, vma->vm_end);
2222                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
2223
2224                         /*
2225                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
2226                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
2227                          * address space is quickly skipped.
2228                          */
2229                         if (nr_pte_updates)
2230                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2231
2232                         start = end;
2233                         if (pages <= 0)
2234                                 goto out;
2235
2236                         cond_resched();
2237                 } while (end != vma->vm_end);
2238         }
2239
2240 out:
2241         /*
2242          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2243          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2244          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2245          * scanner to the start so check it now.
2246          */
2247         if (vma)
2248                 mm->numa_scan_offset = start;
2249         else
2250                 reset_ptenuma_scan(p);
2251         up_read(&mm->mmap_sem);
2252 }
2253
2254 /*
2255  * Drive the periodic memory faults..
2256  */
2257 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2258 {
2259         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2260         u64 period, now;
2261
2262         /*
2263          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2264          */
2265         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2266                 return;
2267
2268         /*
2269          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2270          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2271          * task needs to have done some actual work before we bother with
2272          * NUMA placement.
2273          */
2274         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2275         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2276
2277         if (now - curr->node_stamp > period) {
2278                 if (!curr->node_stamp)
2279                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2280                 curr->node_stamp += period;
2281
2282                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2283                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2284                         task_work_add(curr, work, true);
2285                 }
2286         }
2287 }
2288 #else
2289 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2290 {
2291 }
2292
2293 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2294 {
2295 }
2296
2297 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2298 {
2299 }
2300 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2301
2302 static void
2303 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2304 {
2305         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2306         if (!parent_entity(se))
2307                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2308 #ifdef CONFIG_SMP
2309         if (entity_is_task(se)) {
2310                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2311
2312                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2313                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2314         }
2315 #endif
2316         cfs_rq->nr_running++;
2317 }
2318
2319 static void
2320 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2321 {
2322         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2323         if (!parent_entity(se))
2324                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2325         if (entity_is_task(se)) {
2326                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2327                 list_del_init(&se->group_node);
2328         }
2329         cfs_rq->nr_running--;
2330 }
2331
2332 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2333 # ifdef CONFIG_SMP
2334 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2335 {
2336         long tg_weight;
2337
2338         /*
2339          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
2340          * to gain a more accurate current total weight. See
2341          * update_cfs_rq_load_contribution().
2342          */
2343         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2344         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2345         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2346
2347         return tg_weight;
2348 }
2349
2350 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2351 {
2352         long tg_weight, load, shares;
2353
2354         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2355         load = cfs_rq->load.weight;
2356
2357         shares = (tg->shares * load);
2358         if (tg_weight)
2359                 shares /= tg_weight;
2360
2361         if (shares < MIN_SHARES)
2362                 shares = MIN_SHARES;
2363         if (shares > tg->shares)
2364                 shares = tg->shares;
2365
2366         return shares;
2367 }
2368 # else /* CONFIG_SMP */
2369 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2370 {
2371         return tg->shares;
2372 }
2373 # endif /* CONFIG_SMP */
2374 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2375                             unsigned long weight)
2376 {
2377         if (se->on_rq) {
2378                 /* commit outstanding execution time */
2379                 if (cfs_rq->curr == se)
2380                         update_curr(cfs_rq);
2381                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2382         }
2383
2384         update_load_set(&se->load, weight);
2385
2386         if (se->on_rq)
2387                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2388 }
2389
2390 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2391
2392 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2393 {
2394         struct task_group *tg;
2395         struct sched_entity *se;
2396         long shares;
2397
2398         tg = cfs_rq->tg;
2399         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2400         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2401                 return;
2402 #ifndef CONFIG_SMP
2403         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2404                 return;
2405 #endif
2406         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2407
2408         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2409 }
2410 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2411 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2412 {
2413 }
2414 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2415
2416 #ifdef CONFIG_SMP
2417 /*
2418  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
2419  * Note: The tables below are dependent on this value.
2420  */
2421 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
2422 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
2423 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
2424
2425 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2426 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2427         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2428         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2429         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2430         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2431         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2432         0x85aac367, 0x82cd8698,
2433 };
2434
2435 /*
2436  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2437  * over-estimates when re-combining.
2438  */
2439 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2440             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2441          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2442         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2443 };
2444
2445 /*
2446  * Approximate:
2447  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2448  */
2449 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2450 {
2451         unsigned int local_n;
2452
2453         if (!n)
2454                 return val;
2455         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2456                 return 0;
2457
2458         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2459         local_n = n;
2460
2461         /*
2462          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2463          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2464          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2465          *
2466          * To achieve constant time decay_load.
2467          */
2468         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2469                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2470                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2471         }
2472
2473         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
2474         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
2475         return val >> 32;
2476 }
2477
2478 /*
2479  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2480  * average will be: \Sum 1024*y^n
2481  *
2482  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2483  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2484  */
2485 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2486 {
2487         u32 contrib = 0;
2488
2489         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2490                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2491         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2492                 return LOAD_AVG_MAX;
2493
2494         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2495         do {
2496                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2497                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2498
2499                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2500         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2501
2502         contrib = decay_load(contrib, n);
2503         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2504 }
2505
2506 /*
2507  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2508  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2509  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2510  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2511  *
2512  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2513  *      p0            p1           p2
2514  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2515  *
2516  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2517  *
2518  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2519  * following representation of historical load:
2520  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2521  *
2522  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2523  *   y^32 = 0.5
2524  *
2525  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2526  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2527  * (u_0).
2528  *
2529  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2530  * sum again by y is sufficient to update:
2531  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2532  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2533  */
2534 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now, int cpu,
2535                                                         struct sched_avg *sa,
2536                                                         int runnable,
2537                                                         int running)
2538 {
2539         u64 delta, periods;
2540         u32 runnable_contrib;
2541         int delta_w, decayed = 0;
2542         unsigned long scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2543
2544         delta = now - sa->last_runnable_update;
2545         /*
2546          * This should only happen when time goes backwards, which it
2547          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2548          */
2549         if ((s64)delta < 0) {
2550                 sa->last_runnable_update = now;
2551                 return 0;
2552         }
2553
2554         /*
2555          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2556          * approximation of 1us and fast to compute.
2557          */
2558         delta >>= 10;
2559         if (!delta)
2560                 return 0;
2561         sa->last_runnable_update = now;
2562
2563         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2564         delta_w = sa->avg_period % 1024;
2565         if (delta + delta_w >= 1024) {
2566                 /* period roll-over */
2567                 decayed = 1;
2568
2569                 /*
2570                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2571                  * out how much from delta we need to complete the current
2572                  * period and accrue it.
2573                  */
2574                 delta_w = 1024 - delta_w;
2575                 if (runnable)
2576                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2577                 if (running)
2578                         sa->running_avg_sum += delta_w * scale_freq
2579                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
2580                 sa->avg_period += delta_w;
2581
2582                 delta -= delta_w;
2583
2584                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2585                 periods = delta / 1024;
2586                 delta %= 1024;
2587
2588                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2589                                                   periods + 1);
2590                 sa->running_avg_sum = decay_load(sa->running_avg_sum,
2591                                                   periods + 1);
2592                 sa->avg_period = decay_load(sa->avg_period,
2593                                                      periods + 1);
2594
2595                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2596                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2597                 if (runnable)
2598                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2599                 if (running)
2600                         sa->running_avg_sum += runnable_contrib * scale_freq
2601                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
2602                 sa->avg_period += runnable_contrib;
2603         }
2604
2605         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2606         if (runnable)
2607                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2608         if (running)
2609                 sa->running_avg_sum += delta * scale_freq
2610                         >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
2611         sa->avg_period += delta;
2612
2613         return decayed;
2614 }
2615
2616 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2617 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2618 {
2619         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2620         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2621
2622         decays -= se->avg.decay_count;
2623         se->avg.decay_count = 0;
2624         if (!decays)
2625                 return 0;
2626
2627         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2628         se->avg.utilization_avg_contrib =
2629                 decay_load(se->avg.utilization_avg_contrib, decays);
2630
2631         return decays;
2632 }
2633
2634 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2635 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2636                                                  int force_update)
2637 {
2638         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2639         long tg_contrib;
2640
2641         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2642         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2643
2644         if (!tg_contrib)
2645                 return;
2646
2647         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2648                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2649                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2650         }
2651 }
2652
2653 /*
2654  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2655  * representation for computing load contributions.
2656  */
2657 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2658                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2659 {
2660         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2661         long contrib;
2662
2663         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2664         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2665                           sa->avg_period + 1);
2666         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2667
2668         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2669                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2670                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2671         }
2672 }
2673
2674 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2675 {
2676         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2677         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2678         int runnable_avg;
2679
2680         u64 contrib;
2681
2682         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2683         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2684                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2685
2686         /*
2687          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2688          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2689          * load as a task of equal weight.
2690          *
2691          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2692          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2693          * lower-bound on the true value.
2694          *
2695          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2696          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2697          * understating by the aggregate of their overlap.
2698          *
2699          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2700          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2701          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2702          *
2703          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2704          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2705          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2706          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2707          * our upper bound of 1-cpu.
2708          */
2709         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2710         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2711                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2712                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2713         }
2714 }
2715
2716 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2717 {
2718         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), cpu_of(rq), &rq->avg,
2719                         runnable, runnable);
2720         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2721 }
2722 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2723 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2724                                                  int force_update) {}
2725 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2726                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2727 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2728 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2729 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2730
2731 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2732 {
2733         u32 contrib;
2734
2735         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2736         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2737         contrib /= (se->avg.avg_period + 1);
2738         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2739 }
2740
2741 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2742 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2743 {
2744         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2745
2746         if (entity_is_task(se)) {
2747                 __update_task_entity_contrib(se);
2748         } else {
2749                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2750                 __update_group_entity_contrib(se);
2751         }
2752
2753         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2754 }
2755
2756
2757 static inline void __update_task_entity_utilization(struct sched_entity *se)
2758 {
2759         u32 contrib;
2760
2761         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2762         contrib = se->avg.running_avg_sum * scale_load_down(SCHED_LOAD_SCALE);
2763         contrib /= (se->avg.avg_period + 1);
2764         se->avg.utilization_avg_contrib = scale_load(contrib);
2765 }
2766
2767 static long __update_entity_utilization_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2768 {
2769         long old_contrib = se->avg.utilization_avg_contrib;
2770
2771         if (entity_is_task(se))
2772                 __update_task_entity_utilization(se);
2773         else
2774                 se->avg.utilization_avg_contrib =
2775                                         group_cfs_rq(se)->utilization_load_avg;
2776
2777         return se->avg.utilization_avg_contrib - old_contrib;
2778 }
2779
2780 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2781                                                  long load_contrib)
2782 {
2783         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2784                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2785         else
2786                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2787 }
2788
2789 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2790
2791 /* Update a sched_entity's runnable average */
2792 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2793                                           int update_cfs_rq)
2794 {
2795         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2796         long contrib_delta, utilization_delta;
2797         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
2798         u64 now;
2799
2800         /*
2801          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2802          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2803          */
2804         if (entity_is_task(se))
2805                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2806         else
2807                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2808
2809         if (!__update_entity_runnable_avg(now, cpu, &se->avg, se->on_rq,
2810                                         cfs_rq->curr == se))
2811                 return;
2812
2813         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2814         utilization_delta = __update_entity_utilization_avg_contrib(se);
2815
2816         if (!update_cfs_rq)
2817                 return;
2818
2819         if (se->on_rq) {
2820                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2821                 cfs_rq->utilization_load_avg += utilization_delta;
2822         } else {
2823                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2824         }
2825 }
2826
2827 /*
2828  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2829  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2830  */
2831 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2832 {
2833         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2834         u64 decays;
2835
2836         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2837         if (!decays && !force_update)
2838                 return;
2839
2840         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2841                 unsigned long removed_load;
2842                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2843                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2844         }
2845
2846         if (decays) {
2847                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2848                                                       decays);
2849                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2850                 cfs_rq->last_decay = now;
2851         }
2852
2853         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2854 }
2855
2856 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2857 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2858                                                   struct sched_entity *se,
2859                                                   int wakeup)
2860 {
2861         /*
2862          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2863          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2864          * accumulated while sleeping.
2865          *
2866          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2867          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2868          * constructed load_avg_contrib.
2869          */
2870         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2871                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2872                 if (se->avg.decay_count) {
2873                         /*
2874                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2875                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2876                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2877                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2878                          * approximate this using our carried decays, which are
2879                          * explicitly atomically readable.
2880                          */
2881                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2882                                                         << 20;
2883                         update_entity_load_avg(se, 0);
2884                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2885                         se->avg.decay_count = 0;
2886                 }
2887                 wakeup = 0;
2888         } else {
2889                 __synchronize_entity_decay(se);
2890         }
2891
2892         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2893         if (wakeup) {
2894                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2895                 update_entity_load_avg(se, 0);
2896         }
2897
2898         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2899         cfs_rq->utilization_load_avg += se->avg.utilization_avg_contrib;
2900         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2901         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2902 }
2903
2904 /*
2905  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2906  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2907  * blocked_load_avg.
2908  */
2909 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2910                                                   struct sched_entity *se,
2911                                                   int sleep)
2912 {
2913         update_entity_load_avg(se, 1);
2914         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2915         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2916
2917         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2918         cfs_rq->utilization_load_avg -= se->avg.utilization_avg_contrib;
2919         if (sleep) {
2920                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2921                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2922         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2923 }
2924
2925 /*
2926  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2927  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2928  * be the only way to update the runnable statistic.
2929  */
2930 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2931 {
2932         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2933 }
2934
2935 /*
2936  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2937  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2938  * be the only way to update the runnable statistic.
2939  */
2940 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2941 {
2942         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2943 }
2944
2945 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2946
2947 #else /* CONFIG_SMP */
2948
2949 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2950                                           int update_cfs_rq) {}
2951 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2952 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2953                                            struct sched_entity *se,
2954                                            int wakeup) {}
2955 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2956                                            struct sched_entity *se,
2957                                            int sleep) {}
2958 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2959                                               int force_update) {}
2960
2961 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2962 {
2963         return 0;
2964 }
2965
2966 #endif /* CONFIG_SMP */
2967
2968 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2969 {
2970 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2971         struct task_struct *tsk = NULL;
2972
2973         if (entity_is_task(se))
2974                 tsk = task_of(se);
2975
2976         if (se->statistics.sleep_start) {
2977                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2978
2979                 if ((s64)delta < 0)
2980                         delta = 0;
2981
2982                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2983                         se->statistics.sleep_max = delta;
2984
2985                 se->statistics.sleep_start = 0;
2986                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2987
2988                 if (tsk) {
2989                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2990                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2991                 }
2992         }
2993         if (se->statistics.block_start) {
2994                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2995
2996                 if ((s64)delta < 0)
2997                         delta = 0;
2998
2999                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
3000                         se->statistics.block_max = delta;
3001
3002                 se->statistics.block_start = 0;
3003                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
3004
3005                 if (tsk) {
3006                         if (tsk->in_iowait) {
3007                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
3008                                 se->statistics.iowait_count++;
3009                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
3010                         }
3011
3012                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
3013
3014                         /*
3015                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
3016                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
3017                          * amount of time that the task spent sleeping:
3018                          */
3019                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
3020                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
3021                                                 (void *)get_wchan(tsk),
3022                                                 delta >> 20);
3023                         }
3024                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
3025                 }
3026         }
3027 #endif
3028 }
3029
3030 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3031 {
3032 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3033         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3034
3035         if (d < 0)
3036                 d = -d;
3037
3038         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3039                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
3040 #endif
3041 }
3042
3043 static void
3044 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3045 {
3046         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3047
3048         /*
3049          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3050          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3051          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3052          * stays open at the end.
3053          */
3054         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3055                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3056
3057         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3058         if (!initial) {
3059                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3060
3061                 /*
3062                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3063                  * for a gentler effect of sleepers:
3064                  */
3065                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3066                         thresh >>= 1;
3067
3068                 vruntime -= thresh;
3069         }
3070
3071         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3072         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3073 }
3074
3075 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3076
3077 static void
3078 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3079 {
3080         /*
3081          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3082          * through calling update_curr().
3083          */
3084         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3085                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3086
3087         /*
3088          * Update run-time statistics of the 'current'.
3089          */
3090         update_curr(cfs_rq);
3091         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
3092         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3093         update_cfs_shares(cfs_rq);
3094
3095         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3096                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3097                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3098         }
3099
3100         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3101         check_spread(cfs_rq, se);
3102         if (se != cfs_rq->curr)
3103                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3104         se->on_rq = 1;
3105
3106         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3107                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3108                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3109         }
3110 }
3111
3112 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3113 {
3114         for_each_sched_entity(se) {
3115                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3116                 if (cfs_rq->last != se)
3117                         break;
3118
3119                 cfs_rq->last = NULL;
3120         }
3121 }
3122
3123 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3124 {
3125         for_each_sched_entity(se) {
3126                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3127                 if (cfs_rq->next != se)
3128                         break;
3129
3130                 cfs_rq->next = NULL;
3131         }
3132 }
3133
3134 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3135 {
3136         for_each_sched_entity(se) {
3137                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3138                 if (cfs_rq->skip != se)
3139                         break;
3140
3141                 cfs_rq->skip = NULL;
3142         }
3143 }
3144
3145 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3146 {
3147         if (cfs_rq->last == se)
3148                 __clear_buddies_last(se);
3149
3150         if (cfs_rq->next == se)
3151                 __clear_buddies_next(se);
3152
3153         if (cfs_rq->skip == se)
3154                 __clear_buddies_skip(se);
3155 }
3156
3157 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3158
3159 static void
3160 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3161 {
3162         /*
3163          * Update run-time statistics of the 'current'.
3164          */
3165         update_curr(cfs_rq);
3166         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
3167
3168         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3169         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3170 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3171                 if (entity_is_task(se)) {
3172                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3173
3174                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3175                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3176                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3177                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3178                 }
3179 #endif
3180         }
3181
3182         clear_buddies(cfs_rq, se);
3183
3184         if (se != cfs_rq->curr)
3185                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3186         se->on_rq = 0;
3187         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3188
3189         /*
3190          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3191          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3192          * movement in our normalized position.
3193          */
3194         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3195                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3196
3197         /* return excess runtime on last dequeue */
3198         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3199
3200         update_min_vruntime(cfs_rq);
3201         update_cfs_shares(cfs_rq);
3202 }
3203
3204 /*
3205  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3206  */
3207 static void
3208 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3209 {
3210         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3211         struct sched_entity *se;
3212         s64 delta;
3213
3214         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3215         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3216         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3217                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3218                 /*
3219                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3220                  * re-elected due to buddy favours.
3221                  */
3222                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3223                 return;
3224         }
3225
3226         /*
3227          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3228          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3229          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3230          */
3231         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3232                 return;
3233
3234         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3235         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3236
3237         if (delta < 0)
3238                 return;
3239
3240         if (delta > ideal_runtime)
3241                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3242 }
3243
3244 static void
3245 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3246 {
3247         /* 'current' is not kept within the tree. */
3248         if (se->on_rq) {
3249                 /*
3250                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3251                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3252                  * runqueue.
3253                  */
3254                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3255                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3256                 update_entity_load_avg(se, 1);
3257         }
3258
3259         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3260         cfs_rq->curr = se;
3261 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3262         /*
3263          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3264          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3265          * when there are only lesser-weight tasks around):
3266          */
3267         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3268                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3269                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3270         }
3271 #endif
3272         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3273 }
3274
3275 static int
3276 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3277
3278 /*
3279  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3280  * 1) keep things fair between processes/task groups
3281  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3282  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3283  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3284  */
3285 static struct sched_entity *
3286 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3287 {
3288         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3289         struct sched_entity *se;
3290
3291         /*
3292          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3293          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3294          */
3295         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3296                 left = curr;
3297
3298         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3299
3300         /*
3301          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3302          * be done without getting too unfair.
3303          */
3304         if (cfs_rq->skip == se) {
3305                 struct sched_entity *second;
3306
3307                 if (se == curr) {
3308                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3309                 } else {
3310                         second = __pick_next_entity(se);
3311                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3312                                 second = curr;
3313                 }
3314
3315                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3316                         se = second;
3317         }
3318
3319         /*
3320          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3321          */
3322         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3323                 se = cfs_rq->last;
3324
3325         /*
3326          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3327          */
3328         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3329                 se = cfs_rq->next;
3330
3331         clear_buddies(cfs_rq, se);
3332
3333         return se;
3334 }
3335
3336 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3337
3338 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3339 {
3340         /*
3341          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3342          * was not called and update_curr() has to be done:
3343          */
3344         if (prev->on_rq)
3345                 update_curr(cfs_rq);
3346
3347         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3348         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3349
3350         check_spread(cfs_rq, prev);
3351         if (prev->on_rq) {
3352                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3353                 /* Put 'current' back into the tree. */
3354                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3355                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3356                 update_entity_load_avg(prev, 1);
3357         }
3358         cfs_rq->curr = NULL;
3359 }
3360
3361 static void
3362 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3363 {
3364         /*
3365          * Update run-time statistics of the 'current'.
3366          */
3367         update_curr(cfs_rq);
3368
3369         /*
3370          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3371          */
3372         update_entity_load_avg(curr, 1);
3373         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
3374         update_cfs_shares(cfs_rq);
3375
3376 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3377         /*
3378          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3379          * validating it and just reschedule.
3380          */
3381         if (queued) {
3382                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3383                 return;
3384         }
3385         /*
3386          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3387          */
3388         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3389                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3390                 return;
3391 #endif
3392
3393         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3394                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3395 }
3396
3397
3398 /**************************************************
3399  * CFS bandwidth control machinery
3400  */
3401
3402 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3403
3404 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3405 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3406
3407 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3408 {
3409         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3410 }
3411
3412 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3413 {
3414         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3415 }
3416
3417 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3418 {
3419         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3420 }
3421 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3422 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3423 {
3424         return true;
3425 }
3426
3427 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3428 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3429 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3430
3431 /*
3432  * default period for cfs group bandwidth.
3433  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3434  */
3435 static inline u64 default_cfs_period(void)
3436 {
3437         return 100000000ULL;
3438 }
3439
3440 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3441 {
3442         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3443 }
3444
3445 /*
3446  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3447  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3448  * additional synchronization around rq->lock.
3449  *
3450  * requires cfs_b->lock
3451  */
3452 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3453 {
3454         u64 now;
3455
3456         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3457                 return;
3458
3459         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3460         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3461         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3462 }
3463
3464 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3465 {
3466         return &tg->cfs_bandwidth;
3467 }
3468
3469 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3470 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3471 {
3472         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3473                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3474
3475         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3476 }
3477
3478 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3479 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3480 {
3481         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3482         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3483         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3484
3485         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3486         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3487
3488         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3489         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3490                 amount = min_amount;
3491         else {
3492                 /*
3493                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
3494                  * period must have elapsed since the last consumption.
3495                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
3496                  * active.
3497                  */
3498                 if (!cfs_b->timer_active) {
3499                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3500                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3501                 }
3502
3503                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3504                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3505                         cfs_b->runtime -= amount;
3506                         cfs_b->idle = 0;
3507                 }
3508         }
3509         expires = cfs_b->runtime_expires;
3510         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3511
3512         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3513         /*
3514          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3515          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3516          * issued.
3517          */
3518         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3519                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3520
3521         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3522 }
3523
3524 /*
3525  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3526  * fact that rq->clock snapshots this value.
3527  */
3528 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3529 {
3530         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3531
3532         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3533         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3534                 return;
3535
3536         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3537                 return;
3538
3539         /*
3540          * If the local deadline has passed we have to consider the
3541          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3542          * has not truly expired.
3543          *
3544          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3545          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3546          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3547          * exact equality, so a partial write will still work.
3548          */
3549
3550         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3551                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3552                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3553         } else {
3554                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3555                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3556         }
3557 }
3558
3559 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3560 {
3561         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3562         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3563         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3564
3565         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3566                 return;
3567
3568         /*
3569          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3570          * hierarchy can be throttled
3571          */
3572         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3573                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3574 }
3575
3576 static __always_inline
3577 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3578 {
3579         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3580                 return;
3581
3582         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3583 }
3584
3585 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3586 {
3587         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3588 }
3589
3590 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3591 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3592 {
3593         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3594 }
3595
3596 /*
3597  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3598  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3599  * load-balance operations.
3600  */
3601 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3602                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3603 {
3604         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3605
3606         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3607         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3608
3609         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3610                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3611 }
3612
3613 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3614 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3615 {
3616         struct rq *rq = data;
3617         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3618
3619         cfs_rq->throttle_count--;
3620 #ifdef CONFIG_SMP
3621         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3622                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3623                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3624                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3625         }
3626 #endif
3627
3628         return 0;
3629 }
3630
3631 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3632 {
3633         struct rq *rq = data;
3634         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3635
3636         /* group is entering throttled state, stop time */
3637         if (!cfs_rq->throttle_count)
3638                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3639         cfs_rq->throttle_count++;
3640
3641         return 0;
3642 }
3643
3644 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3645 {
3646         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3647         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3648         struct sched_entity *se;
3649         long task_delta, dequeue = 1;
3650
3651         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3652
3653         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3654         rcu_read_lock();
3655         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3656         rcu_read_unlock();
3657
3658         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3659         for_each_sched_entity(se) {
3660                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3661                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3662                 if (!se->on_rq)
3663                         break;
3664
3665                 if (dequeue)
3666                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3667                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3668
3669                 if (qcfs_rq->load.weight)
3670                         dequeue = 0;
3671         }
3672
3673         if (!se)
3674                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3675
3676         cfs_rq->throttled = 1;
3677         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3678         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3679         /*
3680          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3681          * distribute_cfs_runtime will not see us
3682          */
3683         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3684         if (!cfs_b->timer_active)
3685                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3686         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3687 }
3688
3689 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3690 {
3691         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3692         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3693         struct sched_entity *se;
3694         int enqueue = 1;
3695         long task_delta;
3696
3697         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3698
3699         cfs_rq->throttled = 0;
3700
3701         update_rq_clock(rq);
3702
3703         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3704         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3705         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3706         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3707
3708         /* update hierarchical throttle state */
3709         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3710
3711         if (!cfs_rq->load.weight)
3712                 return;
3713
3714         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3715         for_each_sched_entity(se) {
3716                 if (se->on_rq)
3717                         enqueue = 0;
3718
3719                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3720                 if (enqueue)
3721                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3722                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3723
3724                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3725                         break;
3726         }
3727
3728         if (!se)
3729                 add_nr_running(rq, task_delta);
3730
3731         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3732         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3733                 resched_curr(rq);
3734 }
3735
3736 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3737                 u64 remaining, u64 expires)
3738 {
3739         struct cfs_rq *cfs_rq;
3740         u64 runtime;
3741         u64 starting_runtime = remaining;
3742
3743         rcu_read_lock();
3744         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3745                                 throttled_list) {
3746                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3747
3748                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3749                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3750                         goto next;
3751
3752                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3753                 if (runtime > remaining)
3754                         runtime = remaining;
3755                 remaining -= runtime;
3756
3757                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3758                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3759
3760                 /* we check whether we're throttled above */
3761                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3762                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3763
3764 next:
3765                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3766
3767                 if (!remaining)
3768                         break;
3769         }
3770         rcu_read_unlock();
3771
3772         return starting_runtime - remaining;
3773 }
3774
3775 /*
3776  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3777  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3778  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3779  * used to track this state.
3780  */
3781 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3782 {
3783         u64 runtime, runtime_expires;
3784         int throttled;
3785
3786         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3787         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3788                 goto out_deactivate;
3789
3790         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3791         cfs_b->nr_periods += overrun;
3792
3793         /*
3794          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3795          * we're going inactive then everything else can be deferred
3796          */
3797         if (cfs_b->idle && !throttled)
3798                 goto out_deactivate;
3799
3800         /*
3801          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3802          * status as actually running, so that other cpus doing
3803          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3804          */
3805         cfs_b->timer_active = 1;
3806
3807         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3808
3809         if (!throttled) {
3810                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3811                 cfs_b->idle = 1;
3812                 return 0;
3813         }
3814
3815         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3816         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3817
3818         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3819
3820         /*
3821          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3822          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3823          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3824          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3825          * only by limited amounts in that extreme case.
3826          */
3827         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3828                 runtime = cfs_b->runtime;
3829                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3830                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3831                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3832                                                  runtime_expires);
3833                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3834
3835                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3836
3837                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3838         }
3839
3840         /*
3841          * While we are ensured activity in the period following an
3842          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3843          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3844          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3845          */
3846         cfs_b->idle = 0;
3847
3848         return 0;
3849
3850 out_deactivate:
3851         cfs_b->timer_active = 0;
3852         return 1;
3853 }
3854
3855 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3856 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3857 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3858 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3859 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3860 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3861
3862 /*
3863  * Are we near the end of the current quota period?
3864  *
3865  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3866  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3867  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3868  */
3869 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3870 {
3871         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3872         u64 remaining;
3873
3874         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3875         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3876                 return 1;
3877
3878         /* is a quota refresh about to occur? */
3879         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3880         if (remaining < min_expire)
3881                 return 1;
3882
3883         return 0;
3884 }
3885
3886 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3887 {
3888         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3889
3890         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3891         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3892                 return;
3893
3894         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3895                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3896 }
3897
3898 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3899 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3900 {
3901         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3902         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3903
3904         if (slack_runtime <= 0)
3905                 return;
3906
3907         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3908         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3909             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3910                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3911
3912                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3913                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3914                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3915                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3916         }
3917         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3918
3919         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3920         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3921 }
3922
3923 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3924 {
3925         if (!cfs_bandwidth_used())
3926                 return;
3927
3928         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3929                 return;
3930
3931         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3932 }
3933
3934 /*
3935  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3936  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3937  */
3938 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3939 {
3940         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3941         u64 expires;
3942
3943         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3944         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3945         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3946                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3947                 return;
3948         }
3949
3950         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3951                 runtime = cfs_b->runtime;
3952
3953         expires = cfs_b->runtime_expires;
3954         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3955
3956         if (!runtime)
3957                 return;
3958
3959         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3960
3961         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3962         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3963                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3964         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3965 }
3966
3967 /*
3968  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3969  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3970  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3971  */
3972 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3973 {
3974         if (!cfs_bandwidth_used())
3975                 return;
3976
3977         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3978         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3979                 return;
3980
3981         /* ensure the group is not already throttled */
3982         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3983                 return;
3984
3985         /* update runtime allocation */
3986         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3987         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3988                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3989 }
3990
3991 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3992 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3993 {
3994         if (!cfs_bandwidth_used())
3995                 return false;
3996
3997         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3998                 return false;
3999
4000         /*
4001          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4002          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4003          */
4004         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4005                 return true;
4006
4007         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4008         return true;
4009 }
4010
4011 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4012 {
4013         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4014                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4015         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4016
4017         return HRTIMER_NORESTART;
4018 }
4019
4020 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4021 {
4022         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4023                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4024         ktime_t now;
4025         int overrun;
4026         int idle = 0;
4027
4028         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4029         for (;;) {
4030                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
4031                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
4032
4033                 if (!overrun)
4034                         break;
4035
4036                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4037         }
4038         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4039
4040         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4041 }
4042
4043 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4044 {
4045         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4046         cfs_b->runtime = 0;
4047         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4048         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4049
4050         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4051         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4052         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4053         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4054         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4055 }
4056
4057 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4058 {
4059         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4060         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4061 }
4062
4063 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
4064 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, bool force)
4065 {
4066         /*
4067          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
4068          * period or because we're racing with the tear-down path
4069          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
4070          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
4071          */
4072         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
4073                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
4074                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
4075                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4076                 cpu_relax();
4077                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4078                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
4079                 if (!force && cfs_b->timer_active)
4080                         return;
4081         }
4082
4083         cfs_b->timer_active = 1;
4084         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4085 }
4086
4087 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4088 {
4089         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4090         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4091                 return;
4092
4093         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4094         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4095 }
4096
4097 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4098 {
4099         struct cfs_rq *cfs_rq;
4100
4101         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4102                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4103
4104                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4105                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4106                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4107         }
4108 }
4109
4110 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4111 {
4112         struct cfs_rq *cfs_rq;
4113
4114         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4115                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4116                         continue;
4117
4118                 /*
4119                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4120                  * there's some valid quota amount
4121                  */
4122                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4123                 /*
4124                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4125                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4126                  */
4127                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4128
4129                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4130                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4131         }
4132 }
4133
4134 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4135 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4136 {
4137         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4138 }
4139
4140 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4141 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4142 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4143 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4144
4145 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4146 {
4147         return 0;
4148 }
4149
4150 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4151 {
4152         return 0;
4153 }
4154
4155 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4156                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4157 {
4158         return 0;
4159 }
4160
4161 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4162
4163 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4164 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4165 #endif
4166
4167 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4168 {
4169         return NULL;
4170 }
4171 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4172 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4173 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4174
4175 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4176
4177 /**************************************************
4178  * CFS operations on tasks:
4179  */
4180
4181 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4182 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4183 {
4184         struct sched_entity *se = &p->se;
4185         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4186
4187         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4188
4189         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4190                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4191                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4192                 s64 delta = slice - ran;
4193
4194                 if (delta < 0) {
4195                         if (rq->curr == p)
4196                                 resched_curr(rq);
4197                         return;
4198                 }
4199                 hrtick_start(rq, delta);
4200         }
4201 }
4202
4203 /*
4204  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4205  * current task is from our class and nr_running is low enough
4206  * to matter.
4207  */
4208 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4209 {
4210         struct task_struct *curr = rq->curr;
4211
4212         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4213                 return;
4214
4215         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4216                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4217 }
4218 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4219 static inline void
4220 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4221 {
4222 }
4223
4224 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4225 {
4226 }
4227 #endif
4228
4229 /*
4230  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4231  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4232  * then put the task into the rbtree:
4233  */
4234 static void
4235 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4236 {
4237         struct cfs_rq *cfs_rq;
4238         struct sched_entity *se = &p->se;
4239
4240         for_each_sched_entity(se) {
4241                 if (se->on_rq)
4242                         break;
4243                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4244                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4245
4246                 /*
4247                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4248                  *
4249                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4250                  * post the final h_nr_running increment below.
4251                 */
4252                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4253                         break;
4254                 cfs_rq->h_nr_running++;
4255
4256                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4257         }
4258
4259         for_each_sched_entity(se) {
4260                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4261                 cfs_rq->h_nr_running++;
4262
4263                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4264                         break;
4265
4266                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4267                 update_entity_load_avg(se, 1);
4268         }
4269
4270         if (!se) {
4271                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
4272                 add_nr_running(rq, 1);
4273         }
4274         hrtick_update(rq);
4275 }
4276
4277 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4278
4279 /*
4280  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4281  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4282  * update the fair scheduling stats:
4283  */
4284 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4285 {
4286         struct cfs_rq *cfs_rq;
4287         struct sched_entity *se = &p->se;
4288         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4289
4290         for_each_sched_entity(se) {
4291                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4292                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4293
4294                 /*
4295                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4296                  *
4297                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4298                  * post the final h_nr_running decrement below.
4299                 */
4300                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4301                         break;
4302                 cfs_rq->h_nr_running--;
4303
4304                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4305                 if (cfs_rq->load.weight) {
4306                         /*
4307                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4308                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4309                          */
4310                         if (task_sleep && parent_entity(se))
4311                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
4312
4313                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
4314                         se = parent_entity(se);
4315                         break;
4316                 }
4317                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4318         }
4319
4320         for_each_sched_entity(se) {
4321                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4322                 cfs_rq->h_nr_running--;
4323
4324                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4325                         break;
4326
4327                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4328                 update_entity_load_avg(se, 1);
4329         }
4330
4331         if (!se) {
4332                 sub_nr_running(rq, 1);
4333                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
4334         }
4335         hrtick_update(rq);
4336 }
4337
4338 #ifdef CONFIG_SMP
4339
4340 /*
4341  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4342  */
4343
4344 /*
4345  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4346  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4347  *
4348  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4349  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4350  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4351  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4352  *
4353  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4354  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4355  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4356  *
4357  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4358  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4359  * particular idx is approximated to be zero.
4360  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4361  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4362  * based on 128 point scale.
4363  * Example:
4364  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4365  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4366  *
4367  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4368  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4369  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4370  */
4371 #define DEGRADE_SHIFT           7
4372 static const unsigned char
4373                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4374 static const unsigned char
4375                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4376                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4377                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4378                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4379                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4380                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4381
4382 /*
4383  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4384  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4385  * adding any new load.
4386  */
4387 static unsigned long
4388 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4389 {
4390         int j = 0;
4391
4392         if (!missed_updates)
4393                 return load;
4394
4395         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4396                 return 0;
4397
4398         if (idx == 1)
4399                 return load >> missed_updates;
4400
4401         while (missed_updates) {
4402                 if (missed_updates % 2)
4403                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4404
4405                 missed_updates >>= 1;
4406                 j++;
4407         }
4408         return load;
4409 }
4410
4411 /*
4412  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4413  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4414  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4415  */
4416 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4417                               unsigned long pending_updates)
4418 {
4419         int i, scale;
4420
4421         this_rq->nr_load_updates++;
4422
4423         /* Update our load: */
4424         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4425         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4426                 unsigned long old_load, new_load;
4427
4428                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4429
4430                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4431                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4432                 new_load = this_load;
4433                 /*
4434                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4435                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4436                  * example.
4437                  */
4438                 if (new_load > old_load)
4439                         new_load += scale - 1;
4440
4441                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4442         }
4443
4444         sched_avg_update(this_rq);
4445 }
4446
4447 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4448 /*
4449  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4450  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4451  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4452  *
4453  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4454  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4455  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4456  * (tick_nohz_idle_exit).
4457  *
4458  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
4459  */
4460
4461 /*
4462  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
4463  * idle balance.
4464  */
4465 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
4466 {
4467         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4468         unsigned long load = this_rq->cfs.runnable_load_avg;
4469         unsigned long pending_updates;
4470
4471         /*
4472          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
4473          */
4474         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4475                 return;
4476
4477         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4478         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4479
4480         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
4481 }
4482
4483 /*
4484  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
4485  */
4486 void update_cpu_load_nohz(void)
4487 {
4488         struct rq *this_rq = this_rq();
4489         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4490         unsigned long pending_updates;
4491
4492         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4493                 return;
4494
4495         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4496         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4497         if (pending_updates) {
4498                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4499                 /*
4500                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
4501                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
4502                  */
4503                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
4504         }
4505         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4506 }
4507 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
4508
4509 /*
4510  * Called from scheduler_tick()
4511  */
4512 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
4513 {
4514         unsigned long load = this_rq->cfs.runnable_load_avg;
4515         /*
4516          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
4517          */
4518         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
4519         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
4520 }
4521
4522 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4523 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4524 {
4525         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
4526 }
4527
4528 /*
4529  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4530  * according to the scheduling class and "nice" value.
4531  *
4532  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4533  * balance conservatively.
4534  */
4535 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4536 {
4537         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4538         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4539
4540         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4541                 return total;
4542
4543         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4544 }
4545
4546 /*
4547  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4548  * according to the scheduling class and "nice" value.
4549  */
4550 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4551 {
4552         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4553         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4554
4555         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4556                 return total;
4557
4558         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4559 }
4560
4561 static unsigned long capacity_of(int cpu)
4562 {
4563         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
4564 }
4565
4566 static unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
4567 {
4568         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
4569 }
4570
4571 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4572 {
4573         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4574         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4575         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
4576
4577         if (nr_running)
4578                 return load_avg / nr_running;
4579
4580         return 0;
4581 }
4582
4583 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4584 {
4585         /*
4586          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4587          * about the boundary, really active task won't care
4588          * about the loss.
4589          */
4590         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4591                 current->wakee_flips >>= 1;
4592                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4593         }
4594
4595         if (current->last_wakee != p) {
4596                 current->last_wakee = p;
4597                 current->wakee_flips++;
4598         }
4599 }
4600
4601 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4602 {
4603         struct sched_entity *se = &p->se;
4604         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4605         u64 min_vruntime;
4606
4607 #ifndef CONFIG_64BIT
4608         u64 min_vruntime_copy;
4609
4610         do {
4611                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4612                 smp_rmb();
4613                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4614         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4615 #else
4616         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4617 #endif
4618
4619         se->vruntime -= min_vruntime;
4620         record_wakee(p);
4621 }
4622
4623 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4624 /*
4625  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4626  *
4627  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4628  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4629  * can calculate the shift in shares.
4630  *
4631  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4632  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4633  * total group weight.
4634  *
4635  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4636  * distribution (s_i) using:
4637  *
4638  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4639  *
4640  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4641  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4642  * shares distribution (s_i):
4643  *
4644  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4645  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4646  *
4647  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4648  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4649  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4650  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4651  *
4652  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4653  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4654  *
4655  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4656  *
4657  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4658  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4659  * weight and shares distributions like:
4660  *
4661  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4662  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4663  *
4664  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4665  *
4666  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4667  *
4668  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4669  *
4670  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4671  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4672  * 4/7) times the weight of the group.
4673  */
4674 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4675 {
4676         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4677
4678         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4679                 return wl;
4680
4681         for_each_sched_entity(se) {
4682                 long w, W;
4683
4684                 tg = se->my_q->tg;
4685
4686                 /*
4687                  * W = @wg + \Sum rw_j
4688                  */
4689                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4690
4691                 /*
4692                  * w = rw_i + @wl
4693                  */
4694                 w = se->my_q->load.weight + wl;
4695
4696                 /*
4697                  * wl = S * s'_i; see (2)
4698                  */
4699                 if (W > 0 && w < W)
4700                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4701                 else
4702                         wl = tg->shares;
4703
4704                 /*
4705                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4706                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4707                  * calc_cfs_shares().
4708                  */
4709                 if (wl < MIN_SHARES)
4710                         wl = MIN_SHARES;
4711
4712                 /*
4713                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4714                  */
4715                 wl -= se->load.weight;
4716
4717                 /*
4718                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4719                  * the final effective load change on the root group. Since
4720                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4721                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4722                  * resulting from this level per the above.
4723                  */
4724                 wg = 0;
4725         }
4726
4727         return wl;
4728 }
4729 #else
4730
4731 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4732 {
4733         return wl;
4734 }
4735
4736 #endif
4737
4738 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4739 {
4740         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4741
4742         /*
4743          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
4744          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
4745          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
4746          */
4747         if (p->wakee_flips > factor) {
4748                 /*
4749                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
4750                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
4751                  * it alone.
4752                  */
4753                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
4754                         return 1;
4755         }
4756
4757         return 0;
4758 }
4759
4760 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4761 {
4762         s64 this_load, load;
4763         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4764         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4765         struct task_group *tg;
4766         unsigned long weight;
4767         int balanced;
4768
4769         /*
4770          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
4771          * ourselves around too much.
4772          */
4773         if (wake_wide(p))
4774                 return 0;
4775
4776         idx       = sd->wake_idx;
4777         this_cpu  = smp_processor_id();
4778         prev_cpu  = task_cpu(p);
4779         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4780         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4781
4782         /*
4783          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4784          * effect of the currently running task from the load
4785          * of the current CPU:
4786          */
4787         if (sync) {
4788                 tg = task_group(current);
4789                 weight = current->se.load.weight;
4790
4791                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4792                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4793         }
4794
4795         tg = task_group(p);
4796         weight = p->se.load.weight;
4797
4798         /*
4799          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4800          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4801          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4802          * about that, so that's good too.
4803          *
4804          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4805          * task to be woken on this_cpu.
4806          */
4807         this_eff_load = 100;
4808         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
4809
4810         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4811         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
4812
4813         if (this_load > 0) {
4814                 this_eff_load *= this_load +
4815                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4816
4817                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4818         }
4819
4820         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4821
4822         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4823
4824         if (!balanced)
4825                 return 0;
4826
4827         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4828         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4829
4830         return 1;
4831 }
4832
4833 /*
4834  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4835  * domain.
4836  */
4837 static struct sched_group *
4838 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4839                   int this_cpu, int sd_flag)
4840 {
4841         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4842         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4843         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4844         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4845
4846         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4847                 load_idx = sd->wake_idx;
4848
4849         do {
4850                 unsigned long load, avg_load;
4851                 int local_group;
4852                 int i;
4853
4854                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4855                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4856                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4857                         continue;
4858
4859                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4860                                                sched_group_cpus(group));
4861
4862                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4863                 avg_load = 0;
4864
4865                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4866                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4867                         if (local_group)
4868                                 load = source_load(i, load_idx);
4869                         else
4870                                 load = target_load(i, load_idx);
4871
4872                         avg_load += load;
4873                 }
4874
4875                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
4876                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
4877
4878                 if (local_group) {
4879                         this_load = avg_load;
4880                 } else if (avg_load < min_load) {
4881                         min_load = avg_load;
4882                         idlest = group;
4883                 }
4884         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4885
4886         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4887                 return NULL;
4888         return idlest;
4889 }
4890
4891 /*
4892  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4893  */
4894 static int
4895 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4896 {
4897         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4898         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
4899         u64 latest_idle_timestamp = 0;
4900         int least_loaded_cpu = this_cpu;
4901         int shallowest_idle_cpu = -1;
4902         int i;
4903
4904         /* Traverse only the allowed CPUs */
4905         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4906                 if (idle_cpu(i)) {
4907                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
4908                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
4909                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
4910                                 /*
4911                                  * We give priority to a CPU whose idle state
4912                                  * has the smallest exit latency irrespective
4913                                  * of any idle timestamp.
4914                                  */
4915                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
4916                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4917                                 shallowest_idle_cpu = i;
4918                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
4919                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
4920                                 /*
4921                                  * If equal or no active idle state, then
4922                                  * the most recently idled CPU might have
4923                                  * a warmer cache.
4924                                  */
4925                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4926                                 shallowest_idle_cpu = i;
4927                         }
4928                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
4929                         load = weighted_cpuload(i);
4930                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4931                                 min_load = load;
4932                                 least_loaded_cpu = i;
4933                         }
4934                 }
4935         }
4936
4937         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
4938 }
4939
4940 /*
4941  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4942  */
4943 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4944 {
4945         struct sched_domain *sd;
4946         struct sched_group *sg;
4947         int i = task_cpu(p);
4948
4949         if (idle_cpu(target))
4950                 return target;
4951
4952         /*
4953          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4954          */
4955         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4956                 return i;
4957
4958         /*
4959          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4960          */
4961         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4962         for_each_lower_domain(sd) {
4963                 sg = sd->groups;
4964                 do {
4965                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4966                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4967                                 goto next;
4968
4969                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4970                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4971                                         goto next;
4972                         }
4973
4974                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4975                                         tsk_cpus_allowed(p));
4976                         goto done;
4977 next:
4978                         sg = sg->next;
4979                 } while (sg != sd->groups);
4980         }
4981 done:
4982         return target;
4983 }
4984 /*
4985  * get_cpu_usage returns the amount of capacity of a CPU that is used by CFS
4986  * tasks. The unit of the return value must be the one of capacity so we can
4987  * compare the usage with the capacity of the CPU that is available for CFS
4988  * task (ie cpu_capacity).
4989  * cfs.utilization_load_avg is the sum of running time of runnable tasks on a
4990  * CPU. It represents the amount of utilization of a CPU in the range
4991  * [0..SCHED_LOAD_SCALE].  The usage of a CPU can't be higher than the full
4992  * capacity of the CPU because it's about the running time on this CPU.
4993  * Nevertheless, cfs.utilization_load_avg can be higher than SCHED_LOAD_SCALE
4994  * because of unfortunate rounding in avg_period and running_load_avg or just
4995  * after migrating tasks until the average stabilizes with the new running
4996  * time. So we need to check that the usage stays into the range
4997  * [0..cpu_capacity_orig] and cap if necessary.
4998  * Without capping the usage, a group could be seen as overloaded (CPU0 usage
4999  * at 121% + CPU1 usage at 80%) whereas CPU1 has 20% of available capacity
5000  */
5001 static int get_cpu_usage(int cpu)
5002 {
5003         unsigned long usage = cpu_rq(cpu)->cfs.utilization_load_avg;
5004         unsigned long capacity = capacity_orig_of(cpu);
5005
5006         if (usage >= SCHED_LOAD_SCALE)
5007                 return capacity;
5008
5009         return (usage * capacity) >> SCHED_LOAD_SHIFT;
5010 }
5011
5012 /*
5013  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
5014  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
5015  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
5016  *
5017  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
5018  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
5019  *
5020  * Returns the target cpu number.
5021  *
5022  * preempt must be disabled.
5023  */
5024 static int
5025 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
5026 {
5027         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
5028         int cpu = smp_processor_id();
5029         int new_cpu = cpu;
5030         int want_affine = 0;
5031         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
5032
5033         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5034                 want_affine = cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p));
5035
5036         rcu_read_lock();
5037         for_each_domain(cpu, tmp) {
5038                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5039                         continue;
5040
5041                 /*
5042                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
5043                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
5044                  */
5045                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
5046                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
5047                         affine_sd = tmp;
5048                         break;
5049                 }
5050
5051                 if (tmp->flags & sd_flag)
5052                         sd = tmp;
5053         }
5054
5055         if (affine_sd && cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
5056                 prev_cpu = cpu;
5057
5058         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
5059                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
5060                 goto unlock;
5061         }
5062
5063         while (sd) {
5064                 struct sched_group *group;
5065                 int weight;
5066
5067                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5068                         sd = sd->child;
5069                         continue;
5070                 }
5071
5072                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5073                 if (!group) {
5074                         sd = sd->child;
5075                         continue;
5076                 }
5077
5078                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
5079                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
5080                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
5081                         sd = sd->child;
5082                         continue;
5083                 }
5084
5085                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
5086                 cpu = new_cpu;
5087                 weight = sd->span_weight;
5088                 sd = NULL;
5089                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5090                         if (weight <= tmp->span_weight)
5091                                 break;
5092                         if (tmp->flags & sd_flag)
5093                                 sd = tmp;
5094                 }
5095                 /* while loop will break here if sd == NULL */
5096         }
5097 unlock:
5098         rcu_read_unlock();
5099
5100         return new_cpu;
5101 }
5102
5103 /*
5104  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
5105  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
5106  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
5107  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
5108  */
5109 static void
5110 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
5111 {
5112         struct sched_entity *se = &p->se;
5113         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5114
5115         /*
5116          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
5117          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
5118          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
5119          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
5120          */
5121         if (se->avg.decay_count) {
5122                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
5123                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
5124                                                 &cfs_rq->removed_load);
5125         }
5126
5127         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
5128         se->exec_start = 0;
5129 }
5130 #endif /* CONFIG_SMP */
5131
5132 static unsigned long
5133 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
5134 {
5135         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
5136
5137         /*
5138          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
5139          * to virtual-time in his units.
5140          *
5141          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
5142          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
5143          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
5144          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
5145          * be smaller, again penalizing the lighter task.
5146          *
5147          * This is especially important for buddies when the leftmost
5148          * task is higher priority than the buddy.
5149          */
5150         return calc_delta_fair(gran, se);
5151 }
5152
5153 /*
5154  * Should 'se' preempt 'curr'.
5155  *
5156  *             |s1
5157  *        |s2
5158  *   |s3
5159  *         g
5160  *      |<--->|c
5161  *
5162  *  w(c, s1) = -1
5163  *  w(c, s2) =  0
5164  *  w(c, s3) =  1
5165  *
5166  */
5167 static int
5168 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
5169 {
5170         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
5171
5172         if (vdiff <= 0)
5173                 return -1;
5174
5175         gran = wakeup_gran(curr, se);
5176         if (vdiff > gran)
5177                 return 1;
5178
5179         return 0;
5180 }
5181
5182 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
5183 {
5184         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
5185                 return;
5186
5187         for_each_sched_entity(se)
5188                 cfs_rq_of(se)->last = se;
5189 }
5190
5191 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
5192 {
5193         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
5194                 return;
5195
5196         for_each_sched_entity(se)
5197                 cfs_rq_of(se)->next = se;
5198 }
5199
5200 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
5201 {
5202         for_each_sched_entity(se)
5203                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
5204 }
5205
5206 /*
5207  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
5208  */
5209 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
5210 {
5211         struct task_struct *curr = rq->curr;
5212         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
5213         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
5214         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
5215         int next_buddy_marked = 0;
5216
5217         if (unlikely(se == pse))
5218                 return;
5219
5220         /*
5221          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
5222          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
5223          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
5224          * next-buddy nomination below.
5225          */
5226         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
5227                 return;
5228
5229         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
5230                 set_next_buddy(pse);
5231                 next_buddy_marked = 1;
5232         }
5233
5234         /*
5235          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
5236          * wake up path.
5237          *
5238          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
5239          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
5240          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
5241          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
5242          * below.
5243          */
5244         if (test_tsk_need_resched(curr))
5245                 return;
5246
5247         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
5248         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
5249             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
5250                 goto preempt;
5251
5252         /*
5253          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
5254          * is driven by the tick):
5255          */
5256         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
5257                 return;
5258
5259         find_matching_se(&se, &pse);
5260         update_curr(cfs_rq_of(se));
5261         BUG_ON(!pse);
5262         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
5263                 /*
5264                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
5265                  * triggering this preemption.
5266                  */
5267                 if (!next_buddy_marked)
5268                         set_next_buddy(pse);
5269                 goto preempt;
5270         }
5271
5272         return;
5273
5274 preempt:
5275         resched_curr(rq);
5276         /*
5277          * Only set the backward buddy when the current task is still
5278          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
5279          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
5280          * point, either of which can * drop the rq lock.
5281          *
5282          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
5283          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
5284          */
5285         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
5286                 return;
5287
5288         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
5289                 set_last_buddy(se);
5290 }
5291
5292 static struct task_struct *
5293 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5294 {
5295         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
5296         struct sched_entity *se;
5297         struct task_struct *p;
5298         int new_tasks;
5299
5300 again:
5301 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5302         if (!cfs_rq->nr_running)
5303                 goto idle;
5304
5305         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
5306                 goto simple;
5307
5308         /*
5309          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
5310          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
5311          *
5312          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
5313          * hierarchy, only change the part that actually changes.
5314          */
5315
5316         do {
5317                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
5318
5319                 /*
5320                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
5321                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
5322                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
5323                  * forget we've ever seen it.
5324                  */
5325                 if (curr && curr->on_rq)
5326                         update_curr(cfs_rq);
5327                 else
5328                         curr = NULL;
5329
5330                 /*
5331                  * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the throttle and
5332                  * dequeue its entity in the parent(s). Therefore the 'simple'
5333                  * nr_running test will indeed be correct.
5334                  */
5335                 if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
5336                         goto simple;
5337
5338                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
5339                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5340         } while (cfs_rq);
5341
5342         p = task_of(se);
5343
5344         /*
5345          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
5346          * is a different task than we started out with, try and touch the
5347          * least amount of cfs_rqs.
5348          */
5349         if (prev != p) {
5350                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
5351
5352                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
5353                         int se_depth = se->depth;
5354                         int pse_depth = pse->depth;
5355
5356                         if (se_depth <= pse_depth) {
5357                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
5358                                 pse = parent_entity(pse);
5359                         }
5360                         if (se_depth >= pse_depth) {
5361                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
5362                                 se = parent_entity(se);
5363                         }
5364                 }
5365
5366                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
5367                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5368         }
5369
5370         if (hrtick_enabled(rq))
5371                 hrtick_start_fair(rq, p);
5372
5373         return p;
5374 simple:
5375         cfs_rq = &rq->cfs;
5376 #endif
5377
5378         if (!cfs_rq->nr_running)
5379                 goto idle;
5380
5381         put_prev_task(rq, prev);
5382
5383         do {
5384                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
5385                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5386                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5387         } while (cfs_rq);
5388
5389         p = task_of(se);
5390
5391         if (hrtick_enabled(rq))
5392                 hrtick_start_fair(rq, p);
5393
5394         return p;
5395
5396 idle:
5397         new_tasks = idle_balance(rq);
5398         /*
5399          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
5400          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
5401          * must re-start the pick_next_entity() loop.
5402          */
5403         if (new_tasks < 0)
5404                 return RETRY_TASK;
5405
5406         if (new_tasks > 0)
5407                 goto again;
5408
5409         return NULL;
5410 }
5411
5412 /*
5413  * Account for a descheduled task:
5414  */
5415 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5416 {
5417         struct sched_entity *se = &prev->se;
5418         struct cfs_rq *cfs_rq;
5419
5420         for_each_sched_entity(se) {
5421                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5422                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
5423         }
5424 }
5425
5426 /*
5427  * sched_yield() is very simple
5428  *
5429  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
5430  */
5431 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
5432 {
5433         struct task_struct *curr = rq->curr;
5434         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
5435         struct sched_entity *se = &curr->se;
5436
5437         /*
5438          * Are we the only task in the tree?
5439          */
5440         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
5441                 return;
5442
5443         clear_buddies(cfs_rq, se);
5444
5445         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
5446                 update_rq_clock(rq);
5447                 /*
5448                  * Update run-time statistics of the 'current'.
5449                  */
5450                 update_curr(cfs_rq);
5451                 /*
5452                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
5453                  * so we don't do microscopic update in schedule()
5454                  * and double the fastpath cost.
5455                  */
5456                 rq_clock_skip_update(rq, true);
5457         }
5458
5459         set_skip_buddy(se);
5460 }
5461
5462 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
5463 {
5464         struct sched_entity *se = &p->se;
5465
5466         /* throttled hierarchies are not runnable */
5467         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
5468                 return false;
5469
5470         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
5471         set_next_buddy(se);
5472
5473         yield_task_fair(rq);
5474
5475         return true;
5476 }
5477
5478 #ifdef CONFIG_SMP
5479 /**************************************************
5480  * Fair scheduling class load-balancing methods.
5481  *
5482  * BASICS
5483  *
5484  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
5485  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
5486  * time to each task. This is expressed in the following equation:
5487  *
5488  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
5489  *
5490  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
5491  * W_i,0 is defined as:
5492  *
5493  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
5494  *
5495  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
5496  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
5497  *
5498  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
5499  * weight:
5500  *
5501  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
5502  *
5503  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
5504  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
5505  * can also include other factors [XXX].
5506  *
5507  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
5508  * directly from (1):
5509  *
5510  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
5511  *
5512  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
5513  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
5514  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
5515  *
5516  * [XXX expand on:
5517  *     - infeasible weights;
5518  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
5519  *
5520  *
5521  * SCHED DOMAINS
5522  *
5523  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
5524  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
5525  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
5526  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
5527  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
5528  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
5529  * the groups.
5530  *
5531  * This yields:
5532  *
5533  *     log_2 n     1     n
5534  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
5535  *     i = 0      2^i   2^i
5536  *                               `- size of each group
5537  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
5538  *         |         `- freq
5539  *         `- sum over all levels
5540  *
5541  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
5542  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
5543  *
5544  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
5545  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
5546  *
5547  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
5548  *
5549  *             log_2 n     
5550  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
5551  *             k = 0
5552  *
5553  * And you'll find that:
5554  *
5555  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
5556  *
5557  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
5558  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
5559  * of:
5560  *
5561  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
5562  *
5563  *
5564  * WORK CONSERVING
5565  *
5566  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
5567  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
5568  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
5569  *
5570  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
5571  * time.
5572  *
5573  * [XXX more?]
5574  *
5575  *
5576  * CGROUPS
5577  *
5578  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
5579  *
5580  *                                s_k,i
5581  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
5582  *                                 S_k
5583  *
5584  * Where
5585  *
5586  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
5587  *
5588  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
5589  *
5590  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
5591  * property.
5592  *
5593  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
5594  *      rewrite all of this once again.]
5595  */ 
5596
5597 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
5598
5599 enum fbq_type { regular, remote, all };
5600
5601 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
5602 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
5603 #define LBF_DST_PINNED  0x04
5604 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
5605
5606 struct lb_env {
5607         struct sched_domain     *sd;
5608
5609         struct rq               *src_rq;
5610         int                     src_cpu;
5611
5612         int                     dst_cpu;
5613         struct rq               *dst_rq;
5614
5615         struct cpumask          *dst_grpmask;
5616         int                     new_dst_cpu;
5617         enum cpu_idle_type      idle;
5618         long                    imbalance;
5619         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5620         struct cpumask          *cpus;
5621
5622         unsigned int            flags;
5623
5624         unsigned int            loop;
5625         unsigned int            loop_break;
5626         unsigned int            loop_max;
5627
5628         enum fbq_type           fbq_type;
5629         struct list_head        tasks;
5630 };
5631
5632 /*
5633  * Is this task likely cache-hot:
5634  */
5635 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5636 {
5637         s64 delta;
5638
5639         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5640
5641         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5642                 return 0;
5643
5644         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5645                 return 0;
5646
5647         /*
5648          * Buddy candidates are cache hot:
5649          */
5650         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
5651                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5652                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5653                 return 1;
5654
5655         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5656                 return 1;
5657         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5658                 return 0;
5659
5660         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
5661
5662         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5663 }
5664
5665 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5666 /*
5667  * Returns true if the destination node is the preferred node.
5668  * Needs to match fbq_classify_rq(): if there is a runnable task
5669  * that is not on its preferred node, we should identify it.
5670  */
5671 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5672 {
5673         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5674         unsigned long src_faults, dst_faults;
5675         int src_nid, dst_nid;
5676
5677         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults ||
5678             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
5679                 return false;
5680         }
5681
5682         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5683         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5684
5685         if (src_nid == dst_nid)
5686                 return false;
5687
5688         /* Encourage migration to the preferred node. */
5689         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5690                 return true;
5691
5692         /* Migrating away from the preferred node is bad. */
5693         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
5694                 return false;
5695
5696         if (numa_group) {
5697                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
5698                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
5699         } else {
5700                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
5701                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
5702         }
5703
5704         return dst_faults > src_faults;
5705 }
5706
5707
5708 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5709 {
5710         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5711         unsigned long src_faults, dst_faults;
5712         int src_nid, dst_nid;
5713
5714         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
5715                 return false;
5716
5717         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5718                 return false;
5719
5720         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5721         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5722
5723         if (src_nid == dst_nid)
5724                 return false;
5725
5726         /* Migrating away from the preferred node is bad. */
5727         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
5728                 return true;
5729
5730         /* Encourage migration to the preferred node. */
5731         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5732                 return false;
5733
5734         if (numa_group) {
5735                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
5736                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
5737         } else {
5738                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
5739                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
5740         }
5741
5742         return dst_faults < src_faults;
5743 }
5744
5745 #else
5746 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
5747                                              struct lb_env *env)
5748 {
5749         return false;
5750 }
5751
5752 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5753                                              struct lb_env *env)
5754 {
5755         return false;
5756 }
5757 #endif
5758
5759 /*
5760  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5761  */
5762 static
5763 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5764 {
5765         int tsk_cache_hot = 0;
5766
5767         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5768
5769         /*
5770          * We do not migrate tasks that are:
5771          * 1) throttled_lb_pair, or
5772          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5773          * 3) running (obviously), or
5774          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5775          */
5776         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5777                 return 0;
5778
5779         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5780                 int cpu;
5781
5782                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5783
5784                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5785
5786                 /*
5787                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5788                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5789                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5790                  *
5791                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5792                  * one in current iteration.
5793                  */
5794                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5795                         return 0;
5796
5797                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5798                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5799                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5800                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5801                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5802                                 break;
5803                         }
5804                 }
5805
5806                 return 0;
5807         }
5808
5809         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5810         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5811
5812         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5813                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5814                 return 0;
5815         }
5816
5817         /*
5818          * Aggressive migration if:
5819          * 1) destination numa is preferred
5820          * 2) task is cache cold, or
5821          * 3) too many balance attempts have failed.
5822          */
5823         tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
5824         if (!tsk_cache_hot)
5825                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5826
5827         if (migrate_improves_locality(p, env) || !tsk_cache_hot ||
5828             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5829                 if (tsk_cache_hot) {
5830                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5831                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5832                 }
5833                 return 1;
5834         }
5835
5836         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5837         return 0;
5838 }
5839
5840 /*
5841  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
5842  */
5843 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5844 {
5845         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5846
5847         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5848         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
5849         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5850 }
5851
5852 /*
5853  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
5854  * part of active balancing operations within "domain".
5855  *
5856  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
5857  */
5858 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
5859 {
5860         struct task_struct *p, *n;
5861
5862         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5863
5864         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5865                 if (!can_migrate_task(p, env))
5866                         continue;
5867
5868                 detach_task(p, env);
5869
5870                 /*
5871                  * Right now, this is only the second place where
5872                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
5873                  * so we can safely collect stats here rather than
5874                  * inside detach_tasks().
5875                  */
5876                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5877                 return p;
5878         }
5879         return NULL;
5880 }
5881
5882 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5883
5884 /*
5885  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
5886  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5887  *
5888  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
5889  */
5890 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
5891 {
5892         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5893         struct task_struct *p;
5894         unsigned long load;
5895         int detached = 0;
5896
5897         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5898
5899         if (env->imbalance <= 0)
5900                 return 0;
5901
5902         while (!list_empty(tasks)) {
5903                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5904
5905                 env->loop++;
5906                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5907                 if (env->loop > env->loop_max)
5908                         break;
5909
5910                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5911                 if (env->loop > env->loop_break) {
5912                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5913                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5914                         break;
5915                 }
5916
5917                 if (!can_migrate_task(p, env))
5918                         goto next;
5919
5920                 load = task_h_load(p);
5921
5922                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5923                         goto next;
5924
5925                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5926                         goto next;
5927
5928                 detach_task(p, env);
5929                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
5930
5931                 detached++;
5932                 env->imbalance -= load;
5933
5934 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5935                 /*
5936                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5937                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
5938                  * the critical section.
5939                  */
5940                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5941                         break;
5942 #endif
5943
5944                 /*
5945                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5946                  * weighted load.
5947                  */
5948                 if (env->imbalance <= 0)
5949                         break;
5950
5951                 continue;
5952 next:
5953                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5954         }
5955
5956         /*
5957          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
5958          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
5959          * than inside detach_one_task().
5960          */
5961         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
5962
5963         return detached;
5964 }
5965
5966 /*
5967  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
5968  */
5969 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5970 {
5971         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5972
5973         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
5974         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5975         activate_task(rq, p, 0);
5976         check_preempt_curr(rq, p, 0);
5977 }
5978
5979 /*
5980  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
5981  * its new rq.
5982  */
5983 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5984 {
5985         raw_spin_lock(&rq->lock);
5986         attach_task(rq, p);
5987         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5988 }
5989
5990 /*
5991  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
5992  * new rq.
5993  */
5994 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
5995 {
5996         struct list_head *tasks = &env->tasks;
5997         struct task_struct *p;
5998
5999         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
6000
6001         while (!list_empty(tasks)) {
6002                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6003                 list_del_init(&p->se.group_node);
6004
6005                 attach_task(env->dst_rq, p);
6006         }
6007
6008         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
6009 }
6010
6011 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6012 /*
6013  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
6014  */
6015 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
6016 {
6017         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
6018         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
6019
6020         /* throttled entities do not contribute to load */
6021         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
6022                 return;
6023
6024         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
6025
6026         if (se) {
6027                 update_entity_load_avg(se, 1);
6028                 /*
6029                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
6030                  * list removal.  This generally implies that all our children
6031                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
6032                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
6033                  * at enqueue.
6034                  *
6035                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
6036                  */
6037                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
6038                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
6039         } else {
6040                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
6041                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
6042         }
6043 }
6044
6045 static void update_blocked_averages(int cpu)
6046 {
6047         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6048         struct cfs_rq *cfs_rq;
6049         unsigned long flags;
6050
6051         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6052         update_rq_clock(rq);
6053         /*
6054          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
6055          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
6056          */
6057         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
6058                 /*
6059                  * Note: We may want to consider periodically releasing
6060                  * rq->lock about these updates so that creating many task
6061                  * groups does not result in continually extending hold time.
6062                  */
6063                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
6064         }
6065
6066         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6067 }
6068
6069 /*
6070  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
6071  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
6072  * group is a fraction of its parents load.
6073  */
6074 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
6075 {
6076         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
6077         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
6078         unsigned long now = jiffies;
6079         unsigned long load;
6080
6081         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6082                 return;
6083
6084         cfs_rq->h_load_next = NULL;
6085         for_each_sched_entity(se) {
6086                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6087                 cfs_rq->h_load_next = se;
6088                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6089                         break;
6090         }
6091
6092         if (!se) {
6093                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
6094                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6095         }
6096
6097         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
6098                 load = cfs_rq->h_load;
6099                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
6100                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
6101                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6102                 cfs_rq->h_load = load;
6103                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6104         }
6105 }
6106
6107 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6108 {
6109         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
6110
6111         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
6112         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
6113                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
6114 }
6115 #else
6116 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
6117 {
6118 }
6119
6120 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6121 {
6122         return p->se.avg.load_avg_contrib;
6123 }
6124 #endif
6125
6126 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
6127
6128 enum group_type {
6129         group_other = 0,
6130         group_imbalanced,
6131         group_overloaded,
6132 };
6133
6134 /*
6135  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
6136  */
6137 struct sg_lb_stats {
6138         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
6139         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
6140         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
6141         unsigned long load_per_task;
6142         unsigned long group_capacity;
6143         unsigned long group_usage; /* Total usage of the group */
6144         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
6145         unsigned int idle_cpus;
6146         unsigned int group_weight;
6147         enum group_type group_type;
6148         int group_no_capacity;
6149 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6150         unsigned int nr_numa_running;
6151         unsigned int nr_preferred_running;
6152 #endif
6153 };
6154
6155 /*
6156  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
6157  *               during load balancing.
6158  */
6159 struct sd_lb_stats {
6160         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
6161         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
6162         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
6163         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
6164         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
6165
6166         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
6167         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
6168 };
6169
6170 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
6171 {
6172         /*
6173          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
6174          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
6175          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
6176          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
6177          */
6178         *sds = (struct sd_lb_stats){
6179                 .busiest = NULL,
6180                 .local = NULL,
6181                 .total_load = 0UL,
6182                 .total_capacity = 0UL,
6183                 .busiest_stat = {
6184                         .avg_load = 0UL,
6185                         .sum_nr_running = 0,
6186                         .group_type = group_other,
6187                 },
6188         };
6189 }
6190
6191 /**
6192  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
6193  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
6194  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
6195  *
6196  * Return: The load index.
6197  */
6198 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
6199                                         enum cpu_idle_type idle)
6200 {
6201         int load_idx;
6202
6203         switch (idle) {
6204         case CPU_NOT_IDLE:
6205                 load_idx = sd->busy_idx;
6206                 break;
6207
6208         case CPU_NEWLY_IDLE:
6209                 load_idx = sd->newidle_idx;
6210                 break;
6211         default:
6212                 load_idx = sd->idle_idx;
6213                 break;
6214         }
6215
6216         return load_idx;
6217 }
6218
6219 static unsigned long default_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6220 {
6221         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && (sd->span_weight > 1))
6222                 return sd->smt_gain / sd->span_weight;
6223
6224         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
6225 }
6226
6227 unsigned long __weak arch_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6228 {
6229         return default_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
6230 }
6231
6232 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
6233 {
6234         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6235         u64 total, used, age_stamp, avg;
6236         s64 delta;
6237
6238         /*
6239          * Since we're reading these variables without serialization make sure
6240          * we read them once before doing sanity checks on them.
6241          */
6242         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
6243         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
6244         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
6245
6246         if (unlikely(delta < 0))
6247                 delta = 0;
6248
6249         total = sched_avg_period() + delta;
6250
6251         used = div_u64(avg, total);
6252
6253         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
6254                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
6255
6256         return 1;
6257 }
6258
6259 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6260 {
6261         unsigned long capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6262         struct sched_group *sdg = sd->groups;
6263
6264         if (sched_feat(ARCH_CAPACITY))
6265                 capacity *= arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
6266         else
6267                 capacity *= default_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
6268
6269         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
6270
6271         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
6272
6273         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
6274         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
6275
6276         if (!capacity)
6277                 capacity = 1;
6278
6279         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
6280         sdg->sgc->capacity = capacity;
6281 }
6282
6283 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6284 {
6285         struct sched_domain *child = sd->child;
6286         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
6287         unsigned long capacity;
6288         unsigned long interval;
6289
6290         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6291         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6292         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
6293
6294         if (!child) {
6295                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
6296                 return;
6297         }
6298
6299         capacity = 0;
6300
6301         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
6302                 /*
6303                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
6304                  * span the current group.
6305                  */
6306
6307                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
6308                         struct sched_group_capacity *sgc;
6309                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6310
6311                         /*
6312                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
6313                          * gets here before we've attached the domains to the
6314                          * runqueues.
6315                          *
6316                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
6317                          * in update_cpu_capacity().
6318                          *
6319                          * This avoids capacity from being 0 and
6320                          * causing divide-by-zero issues on boot.
6321                          */
6322                         if (unlikely(!rq->sd)) {
6323                                 capacity += capacity_of(cpu);
6324                                 continue;
6325                         }
6326
6327                         sgc = rq->sd->groups->sgc;
6328                         capacity += sgc->capacity;
6329                 }
6330         } else  {
6331                 /*
6332                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
6333                  * span the current group.
6334                  */ 
6335
6336                 group = child->groups;
6337                 do {
6338                         capacity += group->sgc->capacity;
6339                         group = group->next;
6340                 } while (group != child->groups);
6341         }
6342
6343         sdg->sgc->capacity = capacity;
6344 }
6345
6346 /*
6347  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
6348  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
6349  * Return true is the capacity is reduced
6350  */
6351 static inline int
6352 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
6353 {
6354         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
6355                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
6356 }
6357
6358 /*
6359  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
6360  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
6361  *
6362  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
6363  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
6364  * Something like:
6365  *
6366  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
6367  *              *     * * *
6368  *
6369  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
6370  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
6371  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
6372  *
6373  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
6374  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
6375  * moving tasks due to affinity constraints.
6376  *
6377  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
6378  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
6379  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
6380  * to create an effective group imbalance.
6381  *
6382  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
6383  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
6384  * subtle and fragile situation.
6385  */
6386
6387 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
6388 {
6389         return group->sgc->imbalance;
6390 }
6391
6392 /*
6393  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
6394  * be used by some tasks.
6395  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
6396  * smaller than the number of CPUs or if the usage is lower than the available
6397  * capacity for CFS tasks.
6398  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
6399  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
6400  * capacity in meaningful for the load balancer.
6401  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
6402  * any benefit for the load balance.
6403  */
6404 static inline bool
6405 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
6406 {
6407         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
6408                 return true;
6409
6410         if ((sgs->group_capacity * 100) >
6411                         (sgs->group_usage * env->sd->imbalance_pct))
6412                 return true;
6413
6414         return false;
6415 }
6416
6417 /*
6418  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
6419  *  handle.
6420  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
6421  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
6422  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
6423  *  false.
6424  */
6425 static inline bool
6426 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
6427 {
6428         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
6429                 return false;
6430
6431         if ((sgs->group_capacity * 100) <
6432                         (sgs->group_usage * env->sd->imbalance_pct))
6433                 return true;
6434
6435         return false;
6436 }
6437
6438 static enum group_type group_classify(struct lb_env *env,
6439                 struct sched_group *group,
6440                 struct sg_lb_stats *sgs)
6441 {
6442         if (sgs->group_no_capacity)
6443                 return group_overloaded;
6444
6445         if (sg_imbalanced(group))
6446                 return group_imbalanced;
6447
6448         return group_other;
6449 }
6450
6451 /**
6452  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
6453  * @env: The load balancing environment.
6454  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
6455  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
6456  * @local_group: Does group contain this_cpu.
6457  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
6458  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
6459  */
6460 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
6461                         struct sched_group *group, int load_idx,
6462                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
6463                         bool *overload)
6464 {
6465         unsigned long load;
6466         int i;
6467
6468         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
6469
6470         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6471                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6472
6473                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
6474                 if (local_group)
6475                         load = target_load(i, load_idx);
6476                 else
6477                         load = source_load(i, load_idx);
6478
6479                 sgs->group_load += load;
6480                 sgs->group_usage += get_cpu_usage(i);
6481                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
6482
6483                 if (rq->nr_running > 1)
6484                         *overload = true;
6485
6486 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6487                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
6488                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
6489 #endif
6490                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
6491                 if (idle_cpu(i))
6492                         sgs->idle_cpus++;
6493         }
6494
6495         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
6496         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
6497         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
6498
6499         if (sgs->sum_nr_running)
6500                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
6501
6502         sgs->group_weight = group->group_weight;
6503
6504         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
6505         sgs->group_type = group_classify(env, group, sgs);
6506 }
6507
6508 /**
6509  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
6510  * @env: The load balancing environment.
6511  * @sds: sched_domain statistics
6512  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
6513  * @sgs: sched_group statistics
6514  *
6515  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
6516  * busiest group.
6517  *
6518  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
6519  * busiest group. %false otherwise.
6520  */
6521 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
6522                                    struct sd_lb_stats *sds,
6523                                    struct sched_group *sg,
6524                                    struct sg_lb_stats *sgs)
6525 {
6526         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
6527
6528         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
6529                 return true;
6530
6531         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
6532                 return false;
6533
6534         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
6535                 return false;
6536
6537         /* This is the busiest node in its class. */
6538         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6539                 return true;
6540
6541         /*
6542          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
6543          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
6544          * higher than ourself as busy.
6545          */
6546         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
6547                 if (!sds->busiest)
6548                         return true;
6549
6550                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
6551                         return true;
6552         }
6553
6554         return false;
6555 }
6556
6557 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6558 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6559 {
6560         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
6561                 return regular;
6562         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
6563                 return remote;
6564         return all;
6565 }
6566
6567 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6568 {
6569         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
6570                 return regular;
6571         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
6572                 return remote;
6573         return all;
6574 }
6575 #else
6576 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6577 {
6578         return all;
6579 }
6580
6581 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6582 {
6583         return regular;
6584 }
6585 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6586
6587 /**
6588  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
6589  * @env: The load balancing environment.
6590  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
6591  */
6592 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6593 {
6594         struct sched_domain *child = env->sd->child;
6595         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6596         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
6597         int load_idx, prefer_sibling = 0;
6598         bool overload = false;
6599
6600         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6601                 prefer_sibling = 1;
6602
6603         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
6604
6605         do {
6606                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
6607                 int local_group;
6608
6609                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
6610                 if (local_group) {
6611                         sds->local = sg;
6612                         sgs = &sds->local_stat;
6613
6614                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
6615                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
6616                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
6617                 }
6618
6619                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
6620                                                 &overload);
6621
6622                 if (local_group)
6623                         goto next_group;
6624
6625                 /*
6626                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
6627                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
6628                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
6629                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
6630                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
6631                  * you always pull from the heaviest group when it is already
6632                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
6633                  * the tasks on the system).
6634                  */
6635                 if (prefer_sibling && sds->local &&
6636                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
6637                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
6638                         sgs->group_no_capacity = 1;
6639                         sgs->group_type = group_overloaded;
6640                 }
6641
6642                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
6643                         sds->busiest = sg;
6644                         sds->busiest_stat = *sgs;
6645                 }
6646
6647 next_group:
6648                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
6649                 sds->total_load += sgs->group_load;
6650                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
6651
6652                 sg = sg->next;
6653         } while (sg != env->sd->groups);
6654
6655         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
6656                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
6657
6658         if (!env->sd->parent) {
6659                 /* update overload indicator if we are at root domain */
6660                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
6661                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
6662         }
6663
6664 }
6665
6666 /**
6667  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
6668  *                      sched doman.
6669  *
6670  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
6671  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
6672  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
6673  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
6674  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
6675  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
6676  *
6677  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
6678  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
6679  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
6680  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
6681  * number.
6682  *
6683  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
6684  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
6685  *
6686  * @env: The load balancing environment.
6687  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
6688  */
6689 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6690 {
6691         int busiest_cpu;
6692
6693         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6694                 return 0;
6695
6696         if (!sds->busiest)
6697                 return 0;
6698
6699         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6700         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6701                 return 0;
6702
6703         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6704                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
6705                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
6706
6707         return 1;
6708 }
6709
6710 /**
6711  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6712  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6713  *                      load balancing.
6714  * @env: The load balancing environment.
6715  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6716  */
6717 static inline
6718 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6719 {
6720         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
6721         unsigned int imbn = 2;
6722         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6723         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6724
6725         local = &sds->local_stat;
6726         busiest = &sds->busiest_stat;
6727
6728         if (!local->sum_nr_running)
6729                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6730         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6731                 imbn = 1;
6732
6733         scaled_busy_load_per_task =
6734                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6735                 busiest->group_capacity;
6736
6737         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6738             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6739                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6740                 return;
6741         }
6742
6743         /*
6744          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6745          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
6746          * moving them.
6747          */
6748
6749         capa_now += busiest->group_capacity *
6750                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6751         capa_now += local->group_capacity *
6752                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6753         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6754
6755         /* Amount of load we'd subtract */
6756         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
6757                 capa_move += busiest->group_capacity *
6758                             min(busiest->load_per_task,
6759                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
6760         }
6761
6762         /* Amount of load we'd add */
6763         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
6764             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
6765                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
6766                       local->group_capacity;
6767         } else {
6768                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6769                       local->group_capacity;
6770         }
6771         capa_move += local->group_capacity *
6772                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6773         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6774
6775         /* Move if we gain throughput */
6776         if (capa_move > capa_now)
6777                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6778 }
6779
6780 /**
6781  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6782  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6783  * @env: load balance environment
6784  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6785  */
6786 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6787 {
6788         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6789         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6790
6791         local = &sds->local_stat;
6792         busiest = &sds->busiest_stat;
6793
6794         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
6795                 /*
6796                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6797                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6798                  */
6799                 busiest->load_per_task =
6800                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6801         }
6802
6803         /*
6804          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6805          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6806          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
6807          */
6808         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6809             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6810                 env->imbalance = 0;
6811                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6812         }
6813
6814         /*
6815          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
6816          */
6817         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
6818             local->group_type   == group_overloaded) {
6819                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
6820                                         SCHED_LOAD_SCALE;
6821                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
6822                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
6823                 else
6824                         load_above_capacity = ~0UL;
6825         }
6826
6827         /*
6828          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6829          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6830          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6831          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6832          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6833          * for the minimum possible imbalance.
6834          */
6835         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6836
6837         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6838         env->imbalance = min(
6839                 max_pull * busiest->group_capacity,
6840                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
6841         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
6842
6843         /*
6844          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6845          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6846          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6847          * moved
6848          */
6849         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6850                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6851 }
6852
6853 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6854
6855 /**
6856  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6857  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6858  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6859  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6860  * such a group exists.
6861  *
6862  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6863  * to restore balance.
6864  *
6865  * @env: The load balancing environment.
6866  *
6867  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6868  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6869  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6870  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6871  */
6872 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6873 {
6874         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6875         struct sd_lb_stats sds;
6876
6877         init_sd_lb_stats(&sds);
6878
6879         /*
6880          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6881          * this level.
6882          */
6883         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6884         local = &sds.local_stat;
6885         busiest = &sds.busiest_stat;
6886
6887         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
6888         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6889             check_asym_packing(env, &sds))
6890                 return sds.busiest;
6891
6892         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6893         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6894                 goto out_balanced;
6895
6896         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
6897                                                 / sds.total_capacity;
6898
6899         /*
6900          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6901          * work because they assume all things are equal, which typically
6902          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6903          */
6904         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
6905                 goto force_balance;
6906
6907         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6908         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
6909             busiest->group_no_capacity)
6910                 goto force_balance;
6911
6912         /*
6913          * If the local group is busier than the selected busiest group
6914          * don't try and pull any tasks.
6915          */
6916         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6917                 goto out_balanced;
6918
6919         /*
6920          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6921          * average load.
6922          */
6923         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6924                 goto out_balanced;
6925
6926         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6927                 /*
6928                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
6929                  * and there is no imbalance between this and busiest group
6930                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
6931                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
6932                  * might end up to just move the imbalance on another group
6933                  */
6934                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
6935                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
6936                         goto out_balanced;
6937         } else {
6938                 /*
6939                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6940                  * imbalance_pct to be conservative.
6941                  */
6942                 if (100 * busiest->avg_load <=
6943                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6944                         goto out_balanced;
6945         }
6946
6947 force_balance:
6948         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6949         calculate_imbalance(env, &sds);
6950         return sds.busiest;
6951
6952 out_balanced:
6953         env->imbalance = 0;
6954         return NULL;
6955 }
6956
6957 /*
6958  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6959  */
6960 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6961                                      struct sched_group *group)
6962 {
6963         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6964         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
6965         int i;
6966
6967         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6968                 unsigned long capacity, wl;
6969                 enum fbq_type rt;
6970
6971                 rq = cpu_rq(i);
6972                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6973
6974                 /*
6975                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6976                  *  - regular: there are !numa tasks
6977                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6978                  *  - all:     there is no distinction
6979                  *
6980                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6981                  * ignore those when there's better options.
6982                  *
6983                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6984                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6985                  * queue by moving tasks around inside the node.
6986                  *
6987                  * If we cannot move enough load due to this classification
6988                  * the next pass will adjust the group classification and
6989                  * allow migration of more tasks.
6990                  *
6991                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6992                  */
6993                 if (rt > env->fbq_type)
6994                         continue;
6995
6996                 capacity = capacity_of(i);
6997
6998                 wl = weighted_cpuload(i);
6999
7000                 /*
7001                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
7002                  * which is not scaled with the cpu capacity.
7003                  */
7004
7005                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
7006                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
7007                         continue;
7008
7009                 /*
7010                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
7011                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
7012                  * that the load can be moved away from the cpu that is
7013                  * potentially running at a lower capacity.
7014                  *
7015                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
7016                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
7017                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
7018                  * our previous maximum.
7019                  */
7020                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
7021                         busiest_load = wl;
7022                         busiest_capacity = capacity;
7023                         busiest = rq;
7024                 }
7025         }
7026
7027         return busiest;
7028 }
7029
7030 /*
7031  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
7032  * so long as it is large enough.
7033  */
7034 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
7035
7036 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
7037 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7038
7039 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
7040 {
7041         struct sched_domain *sd = env->sd;
7042
7043         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
7044
7045                 /*
7046                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
7047                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
7048                  * lowest numbered CPUs.
7049                  */
7050                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
7051                         return 1;
7052         }
7053
7054         /*
7055          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
7056          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
7057          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
7058          * available on dst_cpu.
7059          */
7060         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
7061             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
7062                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
7063                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
7064                         return 1;
7065         }
7066
7067         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
7068 }
7069
7070 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
7071
7072 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
7073 {
7074         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7075         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
7076         int cpu, balance_cpu = -1;
7077
7078         /*
7079          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
7080          * to do the newly idle load balance.
7081          */
7082         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7083                 return 1;
7084
7085         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
7086         sg_mask = sched_group_mask(sg);
7087         /* Try to find first idle cpu */
7088         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
7089                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
7090                         continue;
7091
7092                 balance_cpu = cpu;
7093                 break;
7094         }
7095
7096         if (balance_cpu == -1)
7097                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
7098
7099         /*
7100          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
7101          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
7102          */
7103         return balance_cpu == env->dst_cpu;
7104 }
7105
7106 /*
7107  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
7108  * tasks if there is an imbalance.
7109  */
7110 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
7111                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
7112                         int *continue_balancing)
7113 {
7114         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
7115         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
7116         struct sched_group *group;
7117         struct rq *busiest;
7118         unsigned long flags;
7119         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
7120
7121         struct lb_env env = {
7122                 .sd             = sd,
7123                 .dst_cpu        = this_cpu,
7124                 .dst_rq         = this_rq,
7125                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
7126                 .idle           = idle,
7127                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
7128                 .cpus           = cpus,
7129                 .fbq_type       = all,
7130                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
7131         };
7132
7133         /*
7134          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
7135          * other cpus in our group
7136          */
7137         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7138                 env.dst_grpmask = NULL;
7139
7140         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
7141
7142         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
7143
7144 redo:
7145         if (!should_we_balance(&env)) {
7146                 *continue_balancing = 0;
7147                 goto out_balanced;
7148         }
7149
7150         group = find_busiest_group(&env);
7151         if (!group) {
7152                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
7153                 goto out_balanced;
7154         }
7155
7156         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
7157         if (!busiest) {
7158                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
7159                 goto out_balanced;
7160         }
7161
7162         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
7163
7164         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
7165
7166         env.src_cpu = busiest->cpu;
7167         env.src_rq = busiest;
7168
7169         ld_moved = 0;
7170         if (busiest->nr_running > 1) {
7171                 /*
7172                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
7173                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
7174                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
7175                  * correctly treated as an imbalance.
7176                  */
7177                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
7178                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
7179
7180 more_balance:
7181                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
7182
7183                 /*
7184                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
7185                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
7186                  */
7187                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
7188
7189                 /*
7190                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
7191                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
7192                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
7193                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
7194                  * See task_rq_lock() family for the details.
7195                  */
7196
7197                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
7198
7199                 if (cur_ld_moved) {
7200                         attach_tasks(&env);
7201                         ld_moved += cur_ld_moved;
7202                 }
7203
7204                 local_irq_restore(flags);
7205
7206                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
7207                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
7208                         goto more_balance;
7209                 }
7210
7211                 /*
7212                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
7213                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
7214                  * where they can run. The upper limit on how many times we
7215                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
7216                  * sched_group.
7217                  *
7218                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
7219                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
7220                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
7221                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
7222                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
7223                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
7224                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
7225                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
7226                  * This however should not happen so much in practice and
7227                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
7228                  * excess load moved.
7229                  */
7230                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
7231
7232                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
7233                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
7234
7235                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
7236                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
7237                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
7238                         env.loop         = 0;
7239                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
7240
7241                         /*
7242                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
7243                          * need to continue with same src_cpu.
7244                          */
7245                         goto more_balance;
7246                 }
7247
7248                 /*
7249                  * We failed to reach balance because of affinity.
7250                  */
7251                 if (sd_parent) {
7252                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
7253
7254                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
7255                                 *group_imbalance = 1;
7256                 }
7257
7258                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
7259                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
7260                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
7261                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
7262                                 env.loop = 0;
7263                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
7264                                 goto redo;
7265                         }
7266                         goto out_all_pinned;
7267                 }
7268         }
7269
7270         if (!ld_moved) {
7271                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
7272                 /*
7273                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
7274                  * We do not want newidle balance, which can be very
7275                  * frequent, pollute the failure counter causing
7276                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
7277                  */
7278                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
7279                         sd->nr_balance_failed++;
7280
7281                 if (need_active_balance(&env)) {
7282                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
7283
7284                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
7285                          * if the curr task on busiest cpu can't be
7286                          * moved to this_cpu
7287                          */
7288                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
7289                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
7290                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
7291                                                             flags);
7292                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
7293                                 goto out_one_pinned;
7294                         }
7295
7296                         /*
7297                          * ->active_balance synchronizes accesses to
7298                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
7299                          * only after active load balance is finished.
7300                          */
7301                         if (!busiest->active_balance) {
7302                                 busiest->active_balance = 1;
7303                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
7304                                 active_balance = 1;
7305                         }
7306                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
7307
7308                         if (active_balance) {
7309                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
7310                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
7311                                         &busiest->active_balance_work);
7312                         }
7313
7314                         /*
7315                          * We've kicked active balancing, reset the failure
7316                          * counter.
7317                          */
7318                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
7319                 }
7320         } else
7321                 sd->nr_balance_failed = 0;
7322
7323         if (likely(!active_balance)) {
7324                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
7325                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
7326         } else {
7327                 /*
7328                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
7329                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
7330                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
7331                  * detach_tasks).
7332                  */
7333                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
7334                         sd->balance_interval *= 2;
7335         }
7336
7337         goto out;
7338
7339 out_balanced:
7340         /*
7341          * We reach balance although we may have faced some affinity
7342          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
7343          */
7344         if (sd_parent) {
7345                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
7346
7347                 if (*group_imbalance)
7348                         *group_imbalance = 0;
7349         }
7350
7351 out_all_pinned:
7352         /*
7353          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
7354          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
7355          * can try to migrate them.
7356          */
7357         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
7358
7359         sd->nr_balance_failed = 0;
7360
7361 out_one_pinned:
7362         /* tune up the balancing interval */
7363         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
7364                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
7365                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
7366                 sd->balance_interval *= 2;
7367
7368         ld_moved = 0;
7369 out:
7370         return ld_moved;
7371 }
7372
7373 static inline unsigned long
7374 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
7375 {
7376         unsigned long interval = sd->balance_interval;
7377
7378         if (cpu_busy)
7379                 interval *= sd->busy_factor;
7380
7381         /* scale ms to jiffies */
7382         interval = msecs_to_jiffies(interval);
7383         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7384
7385         return interval;
7386 }
7387
7388 static inline void
7389 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
7390 {
7391         unsigned long interval, next;
7392
7393         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
7394         next = sd->last_balance + interval;
7395
7396         if (time_after(*next_balance, next))
7397                 *next_balance = next;
7398 }
7399
7400 /*
7401  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
7402  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
7403  */
7404 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
7405 {
7406         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
7407         int this_cpu = this_rq->cpu;
7408         struct sched_domain *sd;
7409         int pulled_task = 0;
7410         u64 curr_cost = 0;
7411
7412         idle_enter_fair(this_rq);
7413
7414         /*
7415          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
7416          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
7417          */
7418         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
7419
7420         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
7421             !this_rq->rd->overload) {
7422                 rcu_read_lock();
7423                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
7424                 if (sd)
7425                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7426                 rcu_read_unlock();
7427
7428                 goto out;
7429         }
7430
7431         /*
7432          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
7433          */
7434         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
7435
7436         update_blocked_averages(this_cpu);
7437         rcu_read_lock();
7438         for_each_domain(this_cpu, sd) {
7439                 int continue_balancing = 1;
7440                 u64 t0, domain_cost;
7441
7442                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7443                         continue;
7444
7445                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
7446                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7447                         break;
7448                 }
7449
7450                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
7451                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
7452
7453                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
7454                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
7455                                                    &continue_balancing);
7456
7457                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
7458                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
7459                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
7460
7461                         curr_cost += domain_cost;
7462                 }
7463
7464                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7465
7466                 /*
7467                  * Stop searching for tasks to pull if there are
7468                  * now runnable tasks on this rq.
7469                  */
7470                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
7471                         break;
7472         }
7473         rcu_read_unlock();
7474
7475         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
7476
7477         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
7478                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
7479
7480         /*
7481          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
7482          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
7483          * pretend we pulled a task.
7484          */
7485         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
7486                 pulled_task = 1;
7487
7488 out:
7489         /* Move the next balance forward */
7490         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
7491                 this_rq->next_balance = next_balance;
7492
7493         /* Is there a task of a high priority class? */
7494         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
7495                 pulled_task = -1;
7496
7497         if (pulled_task) {
7498                 idle_exit_fair(this_rq);
7499                 this_rq->idle_stamp = 0;
7500         }
7501
7502         return pulled_task;
7503 }
7504
7505 /*
7506  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
7507  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
7508  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
7509  * avoids physical / logical imbalances.
7510  */
7511 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
7512 {
7513         struct rq *busiest_rq = data;
7514         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
7515         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
7516         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
7517         struct sched_domain *sd;
7518         struct task_struct *p = NULL;
7519
7520         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
7521
7522         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
7523         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
7524                      !busiest_rq->active_balance))
7525                 goto out_unlock;
7526
7527         /* Is there any task to move? */
7528         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
7529                 goto out_unlock;
7530
7531         /*
7532          * This condition is "impossible", if it occurs
7533          * we need to fix it. Originally reported by
7534          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
7535          */
7536         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
7537
7538         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
7539         rcu_read_lock();
7540         for_each_domain(target_cpu, sd) {
7541                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
7542                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
7543                                 break;
7544         }
7545
7546         if (likely(sd)) {
7547                 struct lb_env env = {
7548                         .sd             = sd,
7549                         .dst_cpu        = target_cpu,
7550                         .dst_rq         = target_rq,
7551                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
7552                         .src_rq         = busiest_rq,
7553                         .idle           = CPU_IDLE,
7554                 };
7555
7556                 schedstat_inc(sd, alb_count);
7557
7558                 p = detach_one_task(&env);
7559                 if (p)
7560                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
7561                 else
7562                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
7563         }
7564         rcu_read_unlock();
7565 out_unlock:
7566         busiest_rq->active_balance = 0;
7567         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
7568
7569         if (p)
7570                 attach_one_task(target_rq, p);
7571
7572         local_irq_enable();
7573
7574         return 0;
7575 }
7576
7577 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
7578 {
7579         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
7580 }
7581
7582 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7583 /*
7584  * idle load balancing details
7585  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
7586  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
7587  *   load balancing for all the idle CPUs.
7588  */
7589 static struct {
7590         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
7591         atomic_t nr_cpus;
7592         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
7593 } nohz ____cacheline_aligned;
7594
7595 static inline int find_new_ilb(void)
7596 {
7597         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
7598
7599         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
7600                 return ilb;
7601
7602         return nr_cpu_ids;
7603 }
7604
7605 /*
7606  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
7607  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
7608  * CPU (if there is one).
7609  */
7610 static void nohz_balancer_kick(void)
7611 {
7612         int ilb_cpu;
7613
7614         nohz.next_balance++;
7615
7616         ilb_cpu = find_new_ilb();
7617
7618         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
7619                 return;
7620
7621         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
7622                 return;
7623         /*
7624          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
7625          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
7626          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
7627          * will be run before returning from the IPI.
7628          */
7629         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
7630         return;
7631 }
7632
7633 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
7634 {
7635         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
7636                 /*
7637                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
7638                  */
7639                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
7640                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7641                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
7642                 }
7643                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7644         }
7645 }
7646
7647 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
7648 {
7649         struct sched_domain *sd;
7650         int cpu = smp_processor_id();
7651
7652         rcu_read_lock();
7653         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7654
7655         if (!sd || !sd->nohz_idle)
7656                 goto unlock;
7657         sd->nohz_idle = 0;
7658
7659         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7660 unlock:
7661         rcu_read_unlock();
7662 }
7663
7664 void set_cpu_sd_state_idle(void)
7665 {
7666         struct sched_domain *sd;
7667         int cpu = smp_processor_id();
7668
7669         rcu_read_lock();
7670         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7671
7672         if (!sd || sd->nohz_idle)
7673                 goto unlock;
7674         sd->nohz_idle = 1;
7675
7676         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7677 unlock:
7678         rcu_read_unlock();
7679 }
7680
7681 /*
7682  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
7683  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
7684  */
7685 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
7686 {
7687         /*
7688          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
7689          */
7690         if (!cpu_active(cpu))
7691                 return;
7692
7693         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
7694                 return;
7695
7696         /*
7697          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
7698          */
7699         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
7700                 return;
7701
7702         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7703         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
7704         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7705 }
7706
7707 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
7708                                         unsigned long action, void *hcpu)
7709 {
7710         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
7711         case CPU_DYING:
7712                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
7713                 return NOTIFY_OK;
7714         default:
7715                 return NOTIFY_DONE;
7716         }
7717 }
7718 #endif
7719
7720 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
7721
7722 /*
7723  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
7724  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
7725  */
7726 void update_max_interval(void)
7727 {
7728         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
7729 }
7730
7731 /*
7732  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
7733  * and initiates a balancing operation if so.
7734  *
7735  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
7736  */
7737 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
7738 {
7739         int continue_balancing = 1;
7740         int cpu = rq->cpu;
7741         unsigned long interval;
7742         struct sched_domain *sd;
7743         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
7744         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
7745         int update_next_balance = 0;
7746         int need_serialize, need_decay = 0;
7747         u64 max_cost = 0;
7748
7749         update_blocked_averages(cpu);
7750
7751         rcu_read_lock();
7752         for_each_domain(cpu, sd) {
7753                 /*
7754                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
7755                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
7756                  */
7757                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
7758                         sd->max_newidle_lb_cost =
7759                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
7760                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
7761                         need_decay = 1;
7762                 }
7763                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
7764
7765                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7766                         continue;
7767
7768                 /*
7769                  * Stop the load balance at this level. There is another
7770                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
7771                  * actively.
7772                  */
7773                 if (!continue_balancing) {
7774                         if (need_decay)
7775                                 continue;
7776                         break;
7777                 }
7778
7779                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7780
7781                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7782                 if (need_serialize) {
7783                         if (!spin_trylock(&balancing))
7784                                 goto out;
7785                 }
7786
7787                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7788                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7789                                 /*
7790                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7791                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7792                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7793                                  */
7794                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7795                         }
7796                         sd->last_balance = jiffies;
7797                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7798                 }
7799                 if (need_serialize)
7800                         spin_unlock(&balancing);
7801 out:
7802                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7803                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7804                         update_next_balance = 1;
7805                 }
7806         }
7807         if (need_decay) {
7808                 /*
7809                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7810                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7811                  */
7812                 rq->max_idle_balance_cost =
7813                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7814         }
7815         rcu_read_unlock();
7816
7817         /*
7818          * next_balance will be updated only when there is a need.
7819          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7820          * updated.
7821          */
7822         if (likely(update_next_balance))
7823                 rq->next_balance = next_balance;
7824 }
7825
7826 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7827 /*
7828  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7829  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7830  */
7831 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7832 {
7833         int this_cpu = this_rq->cpu;
7834         struct rq *rq;
7835         int balance_cpu;
7836
7837         if (idle != CPU_IDLE ||
7838             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7839                 goto end;
7840
7841         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7842                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7843                         continue;
7844
7845                 /*
7846                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7847                  * work being done for other cpus. Next load
7848                  * balancing owner will pick it up.
7849                  */
7850                 if (need_resched())
7851                         break;
7852
7853                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7854
7855                 /*
7856                  * If time for next balance is due,
7857                  * do the balance.
7858                  */
7859                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
7860                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7861                         update_rq_clock(rq);
7862                         update_idle_cpu_load(rq);
7863                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7864                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7865                 }
7866
7867                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
7868                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
7869         }
7870         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
7871 end:
7872         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7873 }
7874
7875 /*
7876  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7877  * of an idle cpu in the system.
7878  *   - This rq has more than one task.
7879  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
7880  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
7881  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
7882  *     multiple busy cpu.
7883  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7884  *     domain span are idle.
7885  */
7886 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7887 {
7888         unsigned long now = jiffies;
7889         struct sched_domain *sd;
7890         struct sched_group_capacity *sgc;
7891         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7892         bool kick = false;
7893
7894         if (unlikely(rq->idle_balance))
7895                 return false;
7896
7897        /*
7898         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7899         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7900         */
7901         set_cpu_sd_state_busy();
7902         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7903
7904         /*
7905          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7906          * balancing.
7907          */
7908         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7909                 return false;
7910
7911         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7912                 return false;
7913
7914         if (rq->nr_running >= 2)
7915                 return true;
7916
7917         rcu_read_lock();
7918         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7919         if (sd) {
7920                 sgc = sd->groups->sgc;
7921                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
7922
7923                 if (nr_busy > 1) {
7924                         kick = true;
7925                         goto unlock;
7926                 }
7927
7928         }
7929
7930         sd = rcu_dereference(rq->sd);
7931         if (sd) {
7932                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
7933                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
7934                         kick = true;
7935                         goto unlock;
7936                 }
7937         }
7938
7939         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7940         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7941                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
7942                 kick = true;
7943                 goto unlock;
7944         }
7945
7946 unlock:
7947         rcu_read_unlock();
7948         return kick;
7949 }
7950 #else
7951 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7952 #endif
7953
7954 /*
7955  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7956  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7957  */
7958 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7959 {
7960         struct rq *this_rq = this_rq();
7961         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7962                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7963
7964         /*
7965          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7966          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7967          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
7968          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
7969          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
7970          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
7971          */
7972         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7973         rebalance_domains(this_rq, idle);
7974 }
7975
7976 /*
7977  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7978  */
7979 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7980 {
7981         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7982         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7983                 return;
7984
7985         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7986                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7987 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7988         if (nohz_kick_needed(rq))
7989                 nohz_balancer_kick();
7990 #endif
7991 }
7992
7993 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7994 {
7995         update_sysctl();
7996
7997         update_runtime_enabled(rq);
7998 }
7999
8000 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
8001 {
8002         update_sysctl();
8003
8004         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
8005         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
8006 }
8007
8008 #endif /* CONFIG_SMP */
8009
8010 /*
8011  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
8012  */
8013 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
8014 {
8015         struct cfs_rq *cfs_rq;
8016         struct sched_entity *se = &curr->se;
8017
8018         for_each_sched_entity(se) {
8019                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8020                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
8021         }
8022
8023         if (numabalancing_enabled)
8024                 task_tick_numa(rq, curr);
8025
8026         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
8027 }
8028
8029 /*
8030  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
8031  *  - child not yet on the tasklist
8032  *  - preemption disabled
8033  */
8034 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
8035 {
8036         struct cfs_rq *cfs_rq;
8037         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
8038         int this_cpu = smp_processor_id();
8039         struct rq *rq = this_rq();
8040         unsigned long flags;
8041
8042         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8043
8044         update_rq_clock(rq);
8045
8046         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
8047         curr = cfs_rq->curr;
8048
8049         /*
8050          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
8051          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
8052          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
8053          * of child point to valid ones.
8054          */
8055         rcu_read_lock();
8056         __set_task_cpu(p, this_cpu);
8057         rcu_read_unlock();
8058
8059         update_curr(cfs_rq);
8060
8061         if (curr)
8062                 se->vruntime = curr->vruntime;
8063         place_entity(cfs_rq, se, 1);
8064
8065         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
8066                 /*
8067                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
8068                  * 'current' within the tree based on its new key value.
8069                  */
8070                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
8071                 resched_curr(rq);
8072         }
8073
8074         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
8075
8076         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8077 }
8078
8079 /*
8080  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
8081  * the current task.
8082  */
8083 static void
8084 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
8085 {
8086         if (!task_on_rq_queued(p))
8087                 return;
8088
8089         /*
8090          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
8091          * our priority decreased, or if we are not currently running on
8092          * this runqueue and our priority is higher than the current's
8093          */
8094         if (rq->curr == p) {
8095                 if (p->prio > oldprio)
8096                         resched_curr(rq);
8097         } else
8098                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
8099 }
8100
8101 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8102 {
8103         struct sched_entity *se = &p->se;
8104         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8105
8106         /*
8107          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when it's
8108          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
8109          * do the right thing.
8110          *
8111          * If it's queued, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
8112          * have normalized the vruntime, if it's !queued, then only when
8113          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
8114          */
8115         if (!task_on_rq_queued(p) && p->state != TASK_RUNNING) {
8116                 /*
8117                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
8118                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
8119                  */
8120                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
8121                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
8122         }
8123
8124 #ifdef CONFIG_SMP
8125         /*
8126         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
8127         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
8128         * switch back.
8129         */
8130         if (se->avg.decay_count) {
8131                 __synchronize_entity_decay(se);
8132                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
8133         }
8134 #endif
8135 }
8136
8137 /*
8138  * We switched to the sched_fair class.
8139  */
8140 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8141 {
8142 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8143         struct sched_entity *se = &p->se;
8144         /*
8145          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
8146          * class maintain depth value), reset depth properly.
8147          */
8148         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
8149 #endif
8150         if (!task_on_rq_queued(p))
8151                 return;
8152
8153         /*
8154          * We were most likely switched from sched_rt, so
8155          * kick off the schedule if running, otherwise just see
8156          * if we can still preempt the current task.
8157          */
8158         if (rq->curr == p)
8159                 resched_curr(rq);
8160         else
8161                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
8162 }
8163
8164 /* Account for a task changing its policy or group.
8165  *
8166  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
8167  * migrates between groups/classes.
8168  */
8169 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
8170 {
8171         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
8172
8173         for_each_sched_entity(se) {
8174                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8175
8176                 set_next_entity(cfs_rq, se);
8177                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
8178                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
8179         }
8180 }
8181
8182 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
8183 {
8184         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
8185         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
8186 #ifndef CONFIG_64BIT
8187         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
8188 #endif
8189 #ifdef CONFIG_SMP
8190         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
8191         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
8192 #endif
8193 }
8194
8195 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8196 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int queued)
8197 {
8198         struct sched_entity *se = &p->se;
8199         struct cfs_rq *cfs_rq;
8200
8201         /*
8202          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
8203          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
8204          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
8205          * bonus in place_entity()).
8206          *
8207          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
8208          * ->vruntime to a relative base.
8209          *
8210          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
8211          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
8212          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
8213          */
8214         /*
8215          * When !queued, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
8216          * But there are some cases where it has already been normalized:
8217          *
8218          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
8219          *   wake_up_new_task().
8220          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
8221          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
8222          *
8223          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
8224          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
8225          */
8226         if (!queued && (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
8227                 queued = 1;
8228
8229         if (!queued)
8230                 se->vruntime -= cfs_rq_of(se)->min_vruntime;
8231         set_task_rq(p, task_cpu(p));
8232         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
8233         if (!queued) {
8234                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8235                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
8236 #ifdef CONFIG_SMP
8237                 /*
8238                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
8239                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
8240                  * decay.
8241                  */
8242                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
8243                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
8244 #endif
8245         }
8246 }
8247
8248 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
8249 {
8250         int i;
8251
8252         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8253
8254         for_each_possible_cpu(i) {
8255                 if (tg->cfs_rq)
8256                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
8257                 if (tg->se)
8258                         kfree(tg->se[i]);
8259         }
8260
8261         kfree(tg->cfs_rq);
8262         kfree(tg->se);
8263 }
8264
8265 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8266 {
8267         struct cfs_rq *cfs_rq;
8268         struct sched_entity *se;
8269         int i;
8270
8271         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8272         if (!tg->cfs_rq)
8273                 goto err;
8274         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8275         if (!tg->se)
8276                 goto err;
8277
8278         tg->shares = NICE_0_LOAD;
8279
8280         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8281
8282         for_each_possible_cpu(i) {
8283                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
8284                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8285                 if (!cfs_rq)
8286                         goto err;
8287
8288                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
8289                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8290                 if (!se)
8291                         goto err_free_rq;
8292
8293                 init_cfs_rq(cfs_rq);
8294                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
8295         }
8296
8297         return 1;
8298
8299 err_free_rq:
8300         kfree(cfs_rq);
8301 err:
8302         return 0;
8303 }
8304
8305 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8306 {
8307         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8308         unsigned long flags;
8309
8310         /*
8311         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
8312         * check on_list without danger of it being re-added.
8313         */
8314         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
8315                 return;
8316
8317         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8318         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
8319         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8320 }
8321
8322 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
8323                         struct sched_entity *se, int cpu,
8324                         struct sched_entity *parent)
8325 {
8326         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8327
8328         cfs_rq->tg = tg;
8329         cfs_rq->rq = rq;
8330         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
8331
8332         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
8333         tg->se[cpu] = se;
8334
8335         /* se could be NULL for root_task_group */
8336         if (!se)
8337                 return;
8338
8339         if (!parent) {
8340                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
8341                 se->depth = 0;
8342         } else {
8343                 se->cfs_rq = parent->my_q;
8344                 se->depth = parent->depth + 1;
8345         }
8346
8347         se->my_q = cfs_rq;
8348         /* guarantee group entities always have weight */
8349         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
8350         se->parent = parent;
8351 }
8352
8353 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
8354
8355 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
8356 {
8357         int i;
8358         unsigned long flags;
8359
8360         /*
8361          * We can't change the weight of the root cgroup.
8362          */
8363         if (!tg->se[0])
8364                 return -EINVAL;
8365
8366         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
8367
8368         mutex_lock(&shares_mutex);
8369         if (tg->shares == shares)
8370                 goto done;
8371
8372         tg->shares = shares;
8373         for_each_possible_cpu(i) {
8374                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8375                 struct sched_entity *se;
8376
8377                 se = tg->se[i];
8378                 /* Propagate contribution to hierarchy */
8379                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8380
8381                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
8382                 update_rq_clock(rq);
8383                 for_each_sched_entity(se)
8384                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
8385                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8386         }
8387
8388 done:
8389         mutex_unlock(&shares_mutex);
8390         return 0;
8391 }
8392 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8393
8394 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
8395
8396 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8397 {
8398         return 1;
8399 }
8400
8401 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
8402
8403 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8404
8405
8406 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
8407 {
8408         struct sched_entity *se = &task->se;
8409         unsigned int rr_interval = 0;
8410
8411         /*
8412          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
8413          * idle runqueue:
8414          */
8415         if (rq->cfs.load.weight)
8416                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
8417
8418         return rr_interval;
8419 }
8420
8421 /*
8422  * All the scheduling class methods:
8423  */
8424 const struct sched_class fair_sched_class = {
8425         .next                   = &idle_sched_class,
8426         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
8427         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
8428         .yield_task             = yield_task_fair,
8429         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
8430
8431         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
8432
8433         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
8434         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
8435
8436 #ifdef CONFIG_SMP
8437         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
8438         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
8439
8440         .rq_online              = rq_online_fair,
8441         .rq_offline             = rq_offline_fair,
8442
8443         .task_waking            = task_waking_fair,
8444 #endif
8445
8446         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
8447         .task_tick              = task_tick_fair,
8448         .task_fork              = task_fork_fair,
8449
8450         .prio_changed           = prio_changed_fair,
8451         .switched_from          = switched_from_fair,
8452         .switched_to            = switched_to_fair,
8453
8454         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
8455
8456         .update_curr            = update_curr_fair,
8457
8458 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8459         .task_move_group        = task_move_group_fair,
8460 #endif
8461 };
8462
8463 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8464 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
8465 {
8466         struct cfs_rq *cfs_rq;
8467
8468         rcu_read_lock();
8469         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
8470                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
8471         rcu_read_unlock();
8472 }
8473 #endif
8474
8475 __init void init_sched_fair_class(void)
8476 {
8477 #ifdef CONFIG_SMP
8478         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
8479
8480 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8481         nohz.next_balance = jiffies;
8482         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
8483         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
8484 #endif
8485 #endif /* SMP */
8486
8487 }