Merge branch 'linux-linaro-lsk-v4.4' into linux-linaro-lsk-v4.4-android
[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
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 #include <linux/module.h>
34
35 #include <trace/events/sched.h>
36
37 #include "sched.h"
38 #include "tune.h"
39 #include "walt.h"
40
41 /*
42  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
43  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
44  *
45  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
46  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
47  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
48  * based scheduling concepts.
49  *
50  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
51  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
52  */
53 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
54 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
55
56 unsigned int sysctl_sched_is_big_little = 0;
57 unsigned int sysctl_sched_sync_hint_enable = 1;
58 unsigned int sysctl_sched_initial_task_util = 0;
59 unsigned int sysctl_sched_cstate_aware = 1;
60
61 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
62 unsigned int sysctl_sched_use_walt_cpu_util = 1;
63 unsigned int sysctl_sched_use_walt_task_util = 1;
64 __read_mostly unsigned int sysctl_sched_walt_cpu_high_irqload =
65     (10 * NSEC_PER_MSEC);
66 #endif
67 /*
68  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
69  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
70  *
71  * Options are:
72  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
73  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
74  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
75  */
76 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
77         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
78
79 /*
80  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
81  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
82  */
83 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
84 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
85
86 /*
87  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
88  */
89 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
90
91 /*
92  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
93  * parent will (try to) run first.
94  */
95 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
96
97 /*
98  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
99  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
100  *
101  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
102  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
103  * have immediate wakeup/sleep latencies.
104  */
105 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
106 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
107
108 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
109
110 /*
111  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
112  * distribution.
113  * (default: 10msec)
114  */
115 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
116
117 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
118 /*
119  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
120  * each time a cfs_rq requests quota.
121  *
122  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
123  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
124  * we will always only issue the remaining available time.
125  *
126  * default: 5 msec, units: microseconds
127   */
128 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
129 #endif
130
131 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
132 {
133         lw->weight += inc;
134         lw->inv_weight = 0;
135 }
136
137 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
138 {
139         lw->weight -= dec;
140         lw->inv_weight = 0;
141 }
142
143 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
144 {
145         lw->weight = w;
146         lw->inv_weight = 0;
147 }
148
149 /*
150  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
151  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
152  * to users decreases. But the relationship is not linear,
153  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
154  * number of CPUs.
155  *
156  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
157  */
158 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
159 {
160         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
161         unsigned int factor;
162
163         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
164         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
165                 factor = 1;
166                 break;
167         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
168                 factor = cpus;
169                 break;
170         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
171         default:
172                 factor = 1 + ilog2(cpus);
173                 break;
174         }
175
176         return factor;
177 }
178
179 static void update_sysctl(void)
180 {
181         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
182
183 #define SET_SYSCTL(name) \
184         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
185         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
186         SET_SYSCTL(sched_latency);
187         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
188 #undef SET_SYSCTL
189 }
190
191 void sched_init_granularity(void)
192 {
193         update_sysctl();
194 }
195
196 #define WMULT_CONST     (~0U)
197 #define WMULT_SHIFT     32
198
199 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
200 {
201         unsigned long w;
202
203         if (likely(lw->inv_weight))
204                 return;
205
206         w = scale_load_down(lw->weight);
207
208         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
209                 lw->inv_weight = 1;
210         else if (unlikely(!w))
211                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
212         else
213                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
214 }
215
216 /*
217  * delta_exec * weight / lw.weight
218  *   OR
219  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
220  *
221  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
222  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
223  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
224  *
225  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
226  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
227  */
228 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
229 {
230         u64 fact = scale_load_down(weight);
231         int shift = WMULT_SHIFT;
232
233         __update_inv_weight(lw);
234
235         if (unlikely(fact >> 32)) {
236                 while (fact >> 32) {
237                         fact >>= 1;
238                         shift--;
239                 }
240         }
241
242         /* hint to use a 32x32->64 mul */
243         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
244
245         while (fact >> 32) {
246                 fact >>= 1;
247                 shift--;
248         }
249
250         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
251 }
252
253
254 const struct sched_class fair_sched_class;
255
256 /**************************************************************
257  * CFS operations on generic schedulable entities:
258  */
259
260 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
261
262 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
263 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
264 {
265         return cfs_rq->rq;
266 }
267
268 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
269 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
270
271 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
272 {
273 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
274         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
275 #endif
276         return container_of(se, struct task_struct, se);
277 }
278
279 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
280 #define for_each_sched_entity(se) \
281                 for (; se; se = se->parent)
282
283 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
284 {
285         return p->se.cfs_rq;
286 }
287
288 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
289 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
290 {
291         return se->cfs_rq;
292 }
293
294 /* runqueue "owned" by this group */
295 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
296 {
297         return grp->my_q;
298 }
299
300 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
301 {
302         if (!cfs_rq->on_list) {
303                 /*
304                  * Ensure we either appear before our parent (if already
305                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
306                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
307                  * reduces this to two cases.
308                  */
309                 if (cfs_rq->tg->parent &&
310                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
311                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
312                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
313                 } else {
314                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
315                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
316                 }
317
318                 cfs_rq->on_list = 1;
319         }
320 }
321
322 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
323 {
324         if (cfs_rq->on_list) {
325                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
326                 cfs_rq->on_list = 0;
327         }
328 }
329
330 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
331 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
332         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
333
334 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
335 static inline struct cfs_rq *
336 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
337 {
338         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
339                 return se->cfs_rq;
340
341         return NULL;
342 }
343
344 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
345 {
346         return se->parent;
347 }
348
349 static void
350 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
351 {
352         int se_depth, pse_depth;
353
354         /*
355          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
356          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
357          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
358          * parent.
359          */
360
361         /* First walk up until both entities are at same depth */
362         se_depth = (*se)->depth;
363         pse_depth = (*pse)->depth;
364
365         while (se_depth > pse_depth) {
366                 se_depth--;
367                 *se = parent_entity(*se);
368         }
369
370         while (pse_depth > se_depth) {
371                 pse_depth--;
372                 *pse = parent_entity(*pse);
373         }
374
375         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
376                 *se = parent_entity(*se);
377                 *pse = parent_entity(*pse);
378         }
379 }
380
381 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
382
383 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
384 {
385         return container_of(se, struct task_struct, se);
386 }
387
388 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
389 {
390         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
391 }
392
393 #define entity_is_task(se)      1
394
395 #define for_each_sched_entity(se) \
396                 for (; se; se = NULL)
397
398 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
399 {
400         return &task_rq(p)->cfs;
401 }
402
403 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
404 {
405         struct task_struct *p = task_of(se);
406         struct rq *rq = task_rq(p);
407
408         return &rq->cfs;
409 }
410
411 /* runqueue "owned" by this group */
412 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
413 {
414         return NULL;
415 }
416
417 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
418 {
419 }
420
421 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
422 {
423 }
424
425 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
426                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
427
428 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
429 {
430         return NULL;
431 }
432
433 static inline void
434 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
435 {
436 }
437
438 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
439
440 static __always_inline
441 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
442
443 /**************************************************************
444  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
445  */
446
447 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
448 {
449         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
450         if (delta > 0)
451                 max_vruntime = vruntime;
452
453         return max_vruntime;
454 }
455
456 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
457 {
458         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
459         if (delta < 0)
460                 min_vruntime = vruntime;
461
462         return min_vruntime;
463 }
464
465 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
466                                 struct sched_entity *b)
467 {
468         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
469 }
470
471 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
472 {
473         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
474
475         if (cfs_rq->curr)
476                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
477
478         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
479                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
480                                                    struct sched_entity,
481                                                    run_node);
482
483                 if (!cfs_rq->curr)
484                         vruntime = se->vruntime;
485                 else
486                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
487         }
488
489         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
490         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
491 #ifndef CONFIG_64BIT
492         smp_wmb();
493         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
494 #endif
495 }
496
497 /*
498  * Enqueue an entity into the rb-tree:
499  */
500 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
501 {
502         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
503         struct rb_node *parent = NULL;
504         struct sched_entity *entry;
505         int leftmost = 1;
506
507         /*
508          * Find the right place in the rbtree:
509          */
510         while (*link) {
511                 parent = *link;
512                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
513                 /*
514                  * We dont care about collisions. Nodes with
515                  * the same key stay together.
516                  */
517                 if (entity_before(se, entry)) {
518                         link = &parent->rb_left;
519                 } else {
520                         link = &parent->rb_right;
521                         leftmost = 0;
522                 }
523         }
524
525         /*
526          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
527          * used):
528          */
529         if (leftmost)
530                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
531
532         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
533         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
534 }
535
536 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
537 {
538         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
539                 struct rb_node *next_node;
540
541                 next_node = rb_next(&se->run_node);
542                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
543         }
544
545         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
546 }
547
548 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
549 {
550         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
551
552         if (!left)
553                 return NULL;
554
555         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
556 }
557
558 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
559 {
560         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
561
562         if (!next)
563                 return NULL;
564
565         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
566 }
567
568 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
569 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
570 {
571         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
572
573         if (!last)
574                 return NULL;
575
576         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
577 }
578
579 /**************************************************************
580  * Scheduling class statistics methods:
581  */
582
583 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
584                 void __user *buffer, size_t *lenp,
585                 loff_t *ppos)
586 {
587         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
588         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
589
590         if (ret || !write)
591                 return ret;
592
593         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
594                                         sysctl_sched_min_granularity);
595
596 #define WRT_SYSCTL(name) \
597         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
598         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
599         WRT_SYSCTL(sched_latency);
600         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
601 #undef WRT_SYSCTL
602
603         return 0;
604 }
605 #endif
606
607 /*
608  * delta /= w
609  */
610 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
611 {
612         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
613                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
614
615         return delta;
616 }
617
618 /*
619  * The idea is to set a period in which each task runs once.
620  *
621  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
622  * this period because otherwise the slices get too small.
623  *
624  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
625  */
626 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
627 {
628         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
629                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
630         else
631                 return sysctl_sched_latency;
632 }
633
634 /*
635  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
636  * proportional to the weight.
637  *
638  * s = p*P[w/rw]
639  */
640 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
641 {
642         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
643
644         for_each_sched_entity(se) {
645                 struct load_weight *load;
646                 struct load_weight lw;
647
648                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
649                 load = &cfs_rq->load;
650
651                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
652                         lw = cfs_rq->load;
653
654                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
655                         load = &lw;
656                 }
657                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
658         }
659         return slice;
660 }
661
662 /*
663  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
664  *
665  * vs = s/w
666  */
667 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
668 {
669         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
670 }
671
672 #ifdef CONFIG_SMP
673 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int cpu);
674 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
675
676 /*
677  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
678  * Note: The tables runnable_avg_yN_inv and runnable_avg_yN_sum are
679  * dependent on this value.
680  */
681 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
682 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
683 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_AVG_MAX */
684
685 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
686 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
687 {
688         struct sched_avg *sa = &se->avg;
689
690         sa->last_update_time = 0;
691         /*
692          * sched_avg's period_contrib should be strictly less then 1024, so
693          * we give it 1023 to make sure it is almost a period (1024us), and
694          * will definitely be update (after enqueue).
695          */
696         sa->period_contrib = 1023;
697         sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
698         sa->load_sum = sa->load_avg * LOAD_AVG_MAX;
699         sa->util_avg =  sched_freq() ?
700                 sysctl_sched_initial_task_util :
701                 scale_load_down(SCHED_LOAD_SCALE);
702         sa->util_sum = sa->util_avg * LOAD_AVG_MAX;
703         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
704 }
705
706 #else
707 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
708 {
709 }
710 #endif
711
712 /*
713  * Update the current task's runtime statistics.
714  */
715 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
716 {
717         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
718         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
719         u64 delta_exec;
720
721         if (unlikely(!curr))
722                 return;
723
724         delta_exec = now - curr->exec_start;
725         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
726                 return;
727
728         curr->exec_start = now;
729
730         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
731                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
732
733         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
734         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
735
736         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
737         update_min_vruntime(cfs_rq);
738
739         if (entity_is_task(curr)) {
740                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
741
742                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
743                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
744                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
745         }
746
747         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
748 }
749
750 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
751 {
752         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
753 }
754
755 static inline void
756 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
757 {
758         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
759 }
760
761 /*
762  * Task is being enqueued - update stats:
763  */
764 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
765 {
766         /*
767          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
768          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
769          */
770         if (se != cfs_rq->curr)
771                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
772 }
773
774 static void
775 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
776 {
777         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
778                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
779         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
780         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
781                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
782 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
783         if (entity_is_task(se)) {
784                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
785                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
786         }
787 #endif
788         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
789 }
790
791 static inline void
792 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
793 {
794         /*
795          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
796          * waiting task:
797          */
798         if (se != cfs_rq->curr)
799                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
800 }
801
802 /*
803  * We are picking a new current task - update its stats:
804  */
805 static inline void
806 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
807 {
808         /*
809          * We are starting a new run period:
810          */
811         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
812 }
813
814 /**************************************************
815  * Scheduling class queueing methods:
816  */
817
818 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
819 /*
820  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
821  * calculated based on the tasks virtual memory size and
822  * numa_balancing_scan_size.
823  */
824 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
825 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
826
827 /* Portion of address space to scan in MB */
828 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
829
830 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
831 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
832
833 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
834 {
835         unsigned long rss = 0;
836         unsigned long nr_scan_pages;
837
838         /*
839          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
840          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
841          * on resident pages
842          */
843         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
844         rss = get_mm_rss(p->mm);
845         if (!rss)
846                 rss = nr_scan_pages;
847
848         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
849         return rss / nr_scan_pages;
850 }
851
852 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
853 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
854
855 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
856 {
857         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
858         unsigned int scan, floor;
859         unsigned int windows = 1;
860
861         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
862                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
863         floor = 1000 / windows;
864
865         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
866         return max_t(unsigned int, floor, scan);
867 }
868
869 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
870 {
871         unsigned int smin = task_scan_min(p);
872         unsigned int smax;
873
874         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
875         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
876         return max(smin, smax);
877 }
878
879 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
880 {
881         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
882         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
883 }
884
885 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
886 {
887         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
888         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
889 }
890
891 struct numa_group {
892         atomic_t refcount;
893
894         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
895         int nr_tasks;
896         pid_t gid;
897
898         struct rcu_head rcu;
899         nodemask_t active_nodes;
900         unsigned long total_faults;
901         /*
902          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
903          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
904          * more by CPU use than by memory faults.
905          */
906         unsigned long *faults_cpu;
907         unsigned long faults[0];
908 };
909
910 /* Shared or private faults. */
911 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
912
913 /* Memory and CPU locality */
914 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
915
916 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
917 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
918
919 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
920 {
921         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
922 }
923
924 /*
925  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
926  * occupy the first half of the array. The second half of the
927  * array is for current counters, which are averaged into the
928  * first set by task_numa_placement.
929  */
930 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
931 {
932         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
933 }
934
935 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
936 {
937         if (!p->numa_faults)
938                 return 0;
939
940         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
941                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
942 }
943
944 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
945 {
946         if (!p->numa_group)
947                 return 0;
948
949         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
950                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
951 }
952
953 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
954 {
955         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
956                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
957 }
958
959 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
960 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
961                                         int maxdist, bool task)
962 {
963         unsigned long score = 0;
964         int node;
965
966         /*
967          * All nodes are directly connected, and the same distance
968          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
969          */
970         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
971                 return 0;
972
973         /*
974          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
975          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
976          */
977         for_each_online_node(node) {
978                 unsigned long faults;
979                 int dist = node_distance(nid, node);
980
981                 /*
982                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
983                  * for placement; nid was already counted.
984                  */
985                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
986                         continue;
987
988                 /*
989                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
990                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
991                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
992                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
993                  * of each group. Skip other nodes.
994                  */
995                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
996                                         dist > maxdist)
997                         continue;
998
999                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1000                 if (task)
1001                         faults = task_faults(p, node);
1002                 else
1003                         faults = group_faults(p, node);
1004
1005                 /*
1006                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1007                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1008                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1009                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1010                  * The further away a node is, the less the faults count.
1011                  * This seems to result in good task placement.
1012                  */
1013                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1014                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1015                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1016                 }
1017
1018                 score += faults;
1019         }
1020
1021         return score;
1022 }
1023
1024 /*
1025  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1026  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1027  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1028  * evenly spread out between numa nodes.
1029  */
1030 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1031                                         int dist)
1032 {
1033         unsigned long faults, total_faults;
1034
1035         if (!p->numa_faults)
1036                 return 0;
1037
1038         total_faults = p->total_numa_faults;
1039
1040         if (!total_faults)
1041                 return 0;
1042
1043         faults = task_faults(p, nid);
1044         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1045
1046         return 1000 * faults / total_faults;
1047 }
1048
1049 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1050                                          int dist)
1051 {
1052         unsigned long faults, total_faults;
1053
1054         if (!p->numa_group)
1055                 return 0;
1056
1057         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1058
1059         if (!total_faults)
1060                 return 0;
1061
1062         faults = group_faults(p, nid);
1063         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1064
1065         return 1000 * faults / total_faults;
1066 }
1067
1068 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1069                                 int src_nid, int dst_cpu)
1070 {
1071         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1072         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1073         int last_cpupid, this_cpupid;
1074
1075         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1076
1077         /*
1078          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1079          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1080          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1081          *
1082          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1083          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1084          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1085          *
1086          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1087          * same result twice in a row, given these samples are fully
1088          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1089          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1090          *
1091          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1092          * act on an unlikely task<->page relation.
1093          */
1094         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1095         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1096                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1097                 return false;
1098
1099         /* Always allow migrate on private faults */
1100         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1101                 return true;
1102
1103         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1104         if (!ng)
1105                 return true;
1106
1107         /*
1108          * Do not migrate if the destination is not a node that
1109          * is actively used by this numa group.
1110          */
1111         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1112                 return false;
1113
1114         /*
1115          * Source is a node that is not actively used by this
1116          * numa group, while the destination is. Migrate.
1117          */
1118         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1119                 return true;
1120
1121         /*
1122          * Both source and destination are nodes in active
1123          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1124          * by migrating from more heavily used groups, to less
1125          * heavily used ones, spreading the load around.
1126          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1127          */
1128         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1129 }
1130
1131 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1132 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1133 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1134 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1135 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1136
1137 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1138 struct numa_stats {
1139         unsigned long nr_running;
1140         unsigned long load;
1141
1142         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1143         unsigned long compute_capacity;
1144
1145         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1146         unsigned long task_capacity;
1147         int has_free_capacity;
1148 };
1149
1150 /*
1151  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1152  */
1153 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1154 {
1155         int smt, cpu, cpus = 0;
1156         unsigned long capacity;
1157
1158         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1159         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1160                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1161
1162                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1163                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1164                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1165
1166                 cpus++;
1167         }
1168
1169         /*
1170          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1171          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1172          * not find this node attractive.
1173          *
1174          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1175          * imbalance and bail there.
1176          */
1177         if (!cpus)
1178                 return;
1179
1180         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1181         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1182         capacity = cpus / smt; /* cores */
1183
1184         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1185                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1186         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1187 }
1188
1189 struct task_numa_env {
1190         struct task_struct *p;
1191
1192         int src_cpu, src_nid;
1193         int dst_cpu, dst_nid;
1194
1195         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1196
1197         int imbalance_pct;
1198         int dist;
1199
1200         struct task_struct *best_task;
1201         long best_imp;
1202         int best_cpu;
1203 };
1204
1205 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1206                              struct task_struct *p, long imp)
1207 {
1208         if (env->best_task)
1209                 put_task_struct(env->best_task);
1210
1211         env->best_task = p;
1212         env->best_imp = imp;
1213         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1214 }
1215
1216 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1217                                 struct task_numa_env *env)
1218 {
1219         long imb, old_imb;
1220         long orig_src_load, orig_dst_load;
1221         long src_capacity, dst_capacity;
1222
1223         /*
1224          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1225          *
1226          * src_load        dst_load
1227          * ------------ vs ---------
1228          * src_capacity    dst_capacity
1229          */
1230         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1231         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1232
1233         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1234         if (dst_load < src_load)
1235                 swap(dst_load, src_load);
1236
1237         /* Is the difference below the threshold? */
1238         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1239               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1240         if (imb <= 0)
1241                 return false;
1242
1243         /*
1244          * The imbalance is above the allowed threshold.
1245          * Compare it with the old imbalance.
1246          */
1247         orig_src_load = env->src_stats.load;
1248         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1249
1250         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1251                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1252
1253         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1254                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1255
1256         /* Would this change make things worse? */
1257         return (imb > old_imb);
1258 }
1259
1260 /*
1261  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1262  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1263  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1264  * be exchanged with the source task
1265  */
1266 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1267                               long taskimp, long groupimp)
1268 {
1269         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1270         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1271         struct task_struct *cur;
1272         long src_load, dst_load;
1273         long load;
1274         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1275         long moveimp = imp;
1276         int dist = env->dist;
1277         bool assigned = false;
1278
1279         rcu_read_lock();
1280
1281         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1282         cur = dst_rq->curr;
1283         /*
1284          * No need to move the exiting task or idle task.
1285          */
1286         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1287                 cur = NULL;
1288         else {
1289                 /*
1290                  * The task_struct must be protected here to protect the
1291                  * p->numa_faults access in the task_weight since the
1292                  * numa_faults could already be freed in the following path:
1293                  * finish_task_switch()
1294                  *     --> put_task_struct()
1295                  *         --> __put_task_struct()
1296                  *             --> task_numa_free()
1297                  */
1298                 get_task_struct(cur);
1299         }
1300
1301         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1302
1303         /*
1304          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1305          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1306          */
1307         if (cur == env->p)
1308                 goto unlock;
1309
1310         /*
1311          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1312          * source and destination node. Calculate the total differential for
1313          * the source task and potential destination task. The more negative
1314          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1315          * be incurred if the tasks were swapped.
1316          */
1317         if (cur) {
1318                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1319                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1320                         goto unlock;
1321
1322                 /*
1323                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1324                  * in any group then look only at task weights.
1325                  */
1326                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1327                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1328                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1329                         /*
1330                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1331                          * tasks within a group over tiny differences.
1332                          */
1333                         if (cur->numa_group)
1334                                 imp -= imp/16;
1335                 } else {
1336                         /*
1337                          * Compare the group weights. If a task is all by
1338                          * itself (not part of a group), use the task weight
1339                          * instead.
1340                          */
1341                         if (cur->numa_group)
1342                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1343                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1344                         else
1345                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1346                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1347                 }
1348         }
1349
1350         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1351                 goto unlock;
1352
1353         if (!cur) {
1354                 /* Is there capacity at our destination? */
1355                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1356                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1357                         goto unlock;
1358
1359                 goto balance;
1360         }
1361
1362         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1363         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1364                         dst_rq->nr_running == 1)
1365                 goto assign;
1366
1367         /*
1368          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1369          */
1370 balance:
1371         load = task_h_load(env->p);
1372         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1373         src_load = env->src_stats.load - load;
1374
1375         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1376                 /*
1377                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1378                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1379                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1380                  * so an actually idle CPU will win.
1381                  */
1382                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1383                         imp = moveimp - 1;
1384                         put_task_struct(cur);
1385                         cur = NULL;
1386                         goto assign;
1387                 }
1388         }
1389
1390         if (imp <= env->best_imp)
1391                 goto unlock;
1392
1393         if (cur) {
1394                 load = task_h_load(cur);
1395                 dst_load -= load;
1396                 src_load += load;
1397         }
1398
1399         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1400                 goto unlock;
1401
1402         /*
1403          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1404          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1405          */
1406         if (!cur)
1407                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->dst_cpu);
1408
1409 assign:
1410         assigned = true;
1411         task_numa_assign(env, cur, imp);
1412 unlock:
1413         rcu_read_unlock();
1414         /*
1415          * The dst_rq->curr isn't assigned. The protection for task_struct is
1416          * finished.
1417          */
1418         if (cur && !assigned)
1419                 put_task_struct(cur);
1420 }
1421
1422 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1423                                 long taskimp, long groupimp)
1424 {
1425         int cpu;
1426
1427         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1428                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1429                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1430                         continue;
1431
1432                 env->dst_cpu = cpu;
1433                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1434         }
1435 }
1436
1437 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1438 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1439 {
1440         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1441         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1442
1443         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1444                 return false;
1445
1446         /*
1447          * Only consider a task move if the source has a higher load
1448          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1449          *
1450          *      src->load                dst->load
1451          * --------------------- vs ---------------------
1452          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1453          */
1454         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1455
1456             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1457                 return true;
1458
1459         return false;
1460 }
1461
1462 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1463 {
1464         struct task_numa_env env = {
1465                 .p = p,
1466
1467                 .src_cpu = task_cpu(p),
1468                 .src_nid = task_node(p),
1469
1470                 .imbalance_pct = 112,
1471
1472                 .best_task = NULL,
1473                 .best_imp = 0,
1474                 .best_cpu = -1
1475         };
1476         struct sched_domain *sd;
1477         unsigned long taskweight, groupweight;
1478         int nid, ret, dist;
1479         long taskimp, groupimp;
1480
1481         /*
1482          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1483          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1484          *
1485          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1486          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1487          * to satisfy here.
1488          */
1489         rcu_read_lock();
1490         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1491         if (sd)
1492                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1493         rcu_read_unlock();
1494
1495         /*
1496          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1497          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1498          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1499          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1500          */
1501         if (unlikely(!sd)) {
1502                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1503                 return -EINVAL;
1504         }
1505
1506         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1507         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1508         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1509         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1510         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1511         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1512         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1513         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1514
1515         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1516         if (numa_has_capacity(&env))
1517                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1518
1519         /*
1520          * Look at other nodes in these cases:
1521          * - there is no space available on the preferred_nid
1522          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1523          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1524          *   we need to check other locations.
1525          */
1526         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1527                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1528                 for_each_online_node(nid) {
1529                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1530                                 continue;
1531
1532                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1533                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1534                                                 dist != env.dist) {
1535                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1536                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1537                         }
1538
1539                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1540                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1541                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1542                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1543                                 continue;
1544
1545                         env.dist = dist;
1546                         env.dst_nid = nid;
1547                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1548                         if (numa_has_capacity(&env))
1549                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1550                 }
1551         }
1552
1553         /*
1554          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1555          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1556          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1557          * settle down.
1558          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1559          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1560          */
1561         if (p->numa_group) {
1562                 if (env.best_cpu == -1)
1563                         nid = env.src_nid;
1564                 else
1565                         nid = env.dst_nid;
1566
1567                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1568                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1569         }
1570
1571         /* No better CPU than the current one was found. */
1572         if (env.best_cpu == -1)
1573                 return -EAGAIN;
1574
1575         /*
1576          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1577          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1578          */
1579         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1580
1581         if (env.best_task == NULL) {
1582                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1583                 if (ret != 0)
1584                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1585                 return ret;
1586         }
1587
1588         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1589         if (ret != 0)
1590                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1591         put_task_struct(env.best_task);
1592         return ret;
1593 }
1594
1595 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1596 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1597 {
1598         unsigned long interval = HZ;
1599
1600         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1601         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1602                 return;
1603
1604         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1605         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1606         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1607
1608         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1609         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1610                 return;
1611
1612         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1613         task_numa_migrate(p);
1614 }
1615
1616 /*
1617  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1618  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1619  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1620  * located.
1621  *
1622  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1623  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1624  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1625  * only removed when they drop below 3/16.
1626  */
1627 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1628 {
1629         unsigned long faults, max_faults = 0;
1630         int nid;
1631
1632         for_each_online_node(nid) {
1633                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1634                 if (faults > max_faults)
1635                         max_faults = faults;
1636         }
1637
1638         for_each_online_node(nid) {
1639                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1640                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1641                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1642                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1643                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1644                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1645         }
1646 }
1647
1648 /*
1649  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1650  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1651  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1652  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1653  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1654  */
1655 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1656 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1657
1658 /*
1659  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1660  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1661  * the page accesses are shared with other processes.
1662  * Otherwise, decrease the scan period.
1663  */
1664 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1665                         unsigned long shared, unsigned long private)
1666 {
1667         unsigned int period_slot;
1668         int ratio;
1669         int diff;
1670
1671         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1672         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1673
1674         /*
1675          * If there were no record hinting faults then either the task is
1676          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1677          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1678          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1679          * node is overloaded. In either case, scan slower
1680          */
1681         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1682                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1683                         p->numa_scan_period << 1);
1684
1685                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1686                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1687
1688                 return;
1689         }
1690
1691         /*
1692          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1693          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1694          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1695          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1696          */
1697         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1698         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1699         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1700                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1701                 if (!slot)
1702                         slot = 1;
1703                 diff = slot * period_slot;
1704         } else {
1705                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1706
1707                 /*
1708                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1709                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1710                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1711                  * speaking the intent is that there is little point
1712                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1713                  * simply bounce migrations uselessly
1714                  */
1715                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1716                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1717         }
1718
1719         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1720                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1721         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1726  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1727  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1728  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1729  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1730  */
1731 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1732 {
1733         u64 runtime, delta, now;
1734         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1735         now = p->se.exec_start;
1736         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1737
1738         if (p->last_task_numa_placement) {
1739                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1740                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1741         } else {
1742                 delta = p->se.avg.load_sum / p->se.load.weight;
1743                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1744         }
1745
1746         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1747         p->last_task_numa_placement = now;
1748
1749         return delta;
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1754  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1755  * otherwise workloads might not converge.
1756  */
1757 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1758 {
1759         nodemask_t nodes;
1760         int dist;
1761
1762         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1763         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1764                 return nid;
1765
1766         /*
1767          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1768          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1769          * both the node itself, and on nearby nodes.
1770          */
1771         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1772                 unsigned long score, max_score = 0;
1773                 int node, max_node = nid;
1774
1775                 dist = sched_max_numa_distance;
1776
1777                 for_each_online_node(node) {
1778                         score = group_weight(p, node, dist);
1779                         if (score > max_score) {
1780                                 max_score = score;
1781                                 max_node = node;
1782                         }
1783                 }
1784                 return max_node;
1785         }
1786
1787         /*
1788          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1789          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1790          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1791          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1792          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1793          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1794          * keep the complexity of the search down.
1795          */
1796         nodes = node_online_map;
1797         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1798                 unsigned long max_faults = 0;
1799                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1800                 int a, b;
1801
1802                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1803                 if (!find_numa_distance(dist))
1804                         continue;
1805
1806                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1807                         unsigned long faults = 0;
1808                         nodemask_t this_group;
1809                         nodes_clear(this_group);
1810
1811                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1812                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1813                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1814                                         faults += group_faults(p, b);
1815                                         node_set(b, this_group);
1816                                         node_clear(b, nodes);
1817                                 }
1818                         }
1819
1820                         /* Remember the top group. */
1821                         if (faults > max_faults) {
1822                                 max_faults = faults;
1823                                 max_group = this_group;
1824                                 /*
1825                                  * subtle: at the smallest distance there is
1826                                  * just one node left in each "group", the
1827                                  * winner is the preferred nid.
1828                                  */
1829                                 nid = a;
1830                         }
1831                 }
1832                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1833                 if (!max_faults)
1834                         break;
1835                 nodes = max_group;
1836         }
1837         return nid;
1838 }
1839
1840 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1841 {
1842         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1843         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1844         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1845         unsigned long total_faults;
1846         u64 runtime, period;
1847         spinlock_t *group_lock = NULL;
1848
1849         /*
1850          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
1851          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
1852          * that the field is read in a single access:
1853          */
1854         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1855         if (p->numa_scan_seq == seq)
1856                 return;
1857         p->numa_scan_seq = seq;
1858         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1859
1860         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1861                        p->numa_faults_locality[1];
1862         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1863
1864         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1865         if (p->numa_group) {
1866                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1867                 spin_lock_irq(group_lock);
1868         }
1869
1870         /* Find the node with the highest number of faults */
1871         for_each_online_node(nid) {
1872                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1873                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1874                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1875                 int priv;
1876
1877                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1878                         long diff, f_diff, f_weight;
1879
1880                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1881                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1882                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1883                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1884
1885                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1886                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1887                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1888                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1889
1890                         /*
1891                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1892                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1893                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1894                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1895                          * faults are less important.
1896                          */
1897                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1898                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1899                                    (total_faults + 1);
1900                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1901                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1902
1903                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1904                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1905                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1906                         p->total_numa_faults += diff;
1907                         if (p->numa_group) {
1908                                 /*
1909                                  * safe because we can only change our own group
1910                                  *
1911                                  * mem_idx represents the offset for a given
1912                                  * nid and priv in a specific region because it
1913                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1914                                  */
1915                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1916                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1917                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1918                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1919                         }
1920                 }
1921
1922                 if (faults > max_faults) {
1923                         max_faults = faults;
1924                         max_nid = nid;
1925                 }
1926
1927                 if (group_faults > max_group_faults) {
1928                         max_group_faults = group_faults;
1929                         max_group_nid = nid;
1930                 }
1931         }
1932
1933         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1934
1935         if (p->numa_group) {
1936                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1937                 spin_unlock_irq(group_lock);
1938                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1939         }
1940
1941         if (max_faults) {
1942                 /* Set the new preferred node */
1943                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1944                         sched_setnuma(p, max_nid);
1945
1946                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1947                         numa_migrate_preferred(p);
1948         }
1949 }
1950
1951 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1952 {
1953         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1954 }
1955
1956 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1957 {
1958         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1959                 kfree_rcu(grp, rcu);
1960 }
1961
1962 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1963                         int *priv)
1964 {
1965         struct numa_group *grp, *my_grp;
1966         struct task_struct *tsk;
1967         bool join = false;
1968         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1969         int i;
1970
1971         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1972                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1973                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1974
1975                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1976                 if (!grp)
1977                         return;
1978
1979                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1980                 spin_lock_init(&grp->lock);
1981                 grp->gid = p->pid;
1982                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1983                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1984                                                 nr_node_ids;
1985
1986                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1987
1988                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1989                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1990
1991                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1992
1993                 grp->nr_tasks++;
1994                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1995         }
1996
1997         rcu_read_lock();
1998         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1999
2000         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2001                 goto no_join;
2002
2003         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2004         if (!grp)
2005                 goto no_join;
2006
2007         my_grp = p->numa_group;
2008         if (grp == my_grp)
2009                 goto no_join;
2010
2011         /*
2012          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2013          * the other task will join us.
2014          */
2015         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2016                 goto no_join;
2017
2018         /*
2019          * Tie-break on the grp address.
2020          */
2021         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2022                 goto no_join;
2023
2024         /* Always join threads in the same process. */
2025         if (tsk->mm == current->mm)
2026                 join = true;
2027
2028         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2029         if (flags & TNF_SHARED)
2030                 join = true;
2031
2032         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2033         *priv = !join;
2034
2035         if (join && !get_numa_group(grp))
2036                 goto no_join;
2037
2038         rcu_read_unlock();
2039
2040         if (!join)
2041                 return;
2042
2043         BUG_ON(irqs_disabled());
2044         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2045
2046         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2047                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2048                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2049         }
2050         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2051         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2052
2053         my_grp->nr_tasks--;
2054         grp->nr_tasks++;
2055
2056         spin_unlock(&my_grp->lock);
2057         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2058
2059         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2060
2061         put_numa_group(my_grp);
2062         return;
2063
2064 no_join:
2065         rcu_read_unlock();
2066         return;
2067 }
2068
2069 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2070 {
2071         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2072         void *numa_faults = p->numa_faults;
2073         unsigned long flags;
2074         int i;
2075
2076         if (grp) {
2077                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2078                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2079                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2080                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2081
2082                 grp->nr_tasks--;
2083                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2084                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2085                 put_numa_group(grp);
2086         }
2087
2088         p->numa_faults = NULL;
2089         kfree(numa_faults);
2090 }
2091
2092 /*
2093  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2094  */
2095 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2096 {
2097         struct task_struct *p = current;
2098         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2099         int cpu_node = task_node(current);
2100         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2101         int priv;
2102
2103         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2104                 return;
2105
2106         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2107         if (!p->mm)
2108                 return;
2109
2110         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2111         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2112                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2113                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2114
2115                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2116                 if (!p->numa_faults)
2117                         return;
2118
2119                 p->total_numa_faults = 0;
2120                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2121         }
2122
2123         /*
2124          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2125          * to be private if the accessing pid has not changed
2126          */
2127         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2128                 priv = 1;
2129         } else {
2130                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2131                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2132                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2133         }
2134
2135         /*
2136          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2137          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2138          * actively using should be counted as local. This allows the
2139          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2140          */
2141         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2142                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2143                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2144                 local = 1;
2145
2146         task_numa_placement(p);
2147
2148         /*
2149          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2150          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2151          */
2152         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2153                 numa_migrate_preferred(p);
2154
2155         if (migrated)
2156                 p->numa_pages_migrated += pages;
2157         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2158                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2159
2160         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2161         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2162         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2163 }
2164
2165 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2166 {
2167         /*
2168          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2169          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2170          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2171          * much of an issue though, since this is just used for
2172          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2173          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2174          */
2175         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2176         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2177 }
2178
2179 /*
2180  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2181  * Triggered from task_tick_numa().
2182  */
2183 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2184 {
2185         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2186         struct task_struct *p = current;
2187         struct mm_struct *mm = p->mm;
2188         struct vm_area_struct *vma;
2189         unsigned long start, end;
2190         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2191         long pages, virtpages;
2192
2193         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2194
2195         work->next = work; /* protect against double add */
2196         /*
2197          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2198          *
2199          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2200          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2201          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2202          * work.
2203          */
2204         if (p->flags & PF_EXITING)
2205                 return;
2206
2207         if (!mm->numa_next_scan) {
2208                 mm->numa_next_scan = now +
2209                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2210         }
2211
2212         /*
2213          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2214          */
2215         migrate = mm->numa_next_scan;
2216         if (time_before(now, migrate))
2217                 return;
2218
2219         if (p->numa_scan_period == 0) {
2220                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2221                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2222         }
2223
2224         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2225         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2226                 return;
2227
2228         /*
2229          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2230          * the next time around.
2231          */
2232         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2233
2234         start = mm->numa_scan_offset;
2235         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2236         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2237         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2238         if (!pages)
2239                 return;
2240
2241
2242         down_read(&mm->mmap_sem);
2243         vma = find_vma(mm, start);
2244         if (!vma) {
2245                 reset_ptenuma_scan(p);
2246                 start = 0;
2247                 vma = mm->mmap;
2248         }
2249         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2250                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2251                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2252                         continue;
2253                 }
2254
2255                 /*
2256                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2257                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2258                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2259                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2260                  */
2261                 if (!vma->vm_mm ||
2262                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2263                         continue;
2264
2265                 /*
2266                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2267                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2268                  */
2269                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2270                         continue;
2271
2272                 do {
2273                         start = max(start, vma->vm_start);
2274                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2275                         end = min(end, vma->vm_end);
2276                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2277
2278                         /*
2279                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2280                          * hpages that have at least one present PTE that
2281                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2282                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2283                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2284                          * areas faster.
2285                          */
2286                         if (nr_pte_updates)
2287                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2288                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2289
2290                         start = end;
2291                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2292                                 goto out;
2293
2294                         cond_resched();
2295                 } while (end != vma->vm_end);
2296         }
2297
2298 out:
2299         /*
2300          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2301          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2302          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2303          * scanner to the start so check it now.
2304          */
2305         if (vma)
2306                 mm->numa_scan_offset = start;
2307         else
2308                 reset_ptenuma_scan(p);
2309         up_read(&mm->mmap_sem);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Drive the periodic memory faults..
2314  */
2315 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2316 {
2317         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2318         u64 period, now;
2319
2320         /*
2321          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2322          */
2323         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2324                 return;
2325
2326         /*
2327          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2328          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2329          * task needs to have done some actual work before we bother with
2330          * NUMA placement.
2331          */
2332         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2333         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2334
2335         if (now > curr->node_stamp + period) {
2336                 if (!curr->node_stamp)
2337                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2338                 curr->node_stamp += period;
2339
2340                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2341                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2342                         task_work_add(curr, work, true);
2343                 }
2344         }
2345 }
2346 #else
2347 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2348 {
2349 }
2350
2351 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2352 {
2353 }
2354
2355 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2356 {
2357 }
2358 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2359
2360 static void
2361 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2362 {
2363         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2364         if (!parent_entity(se))
2365                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2366 #ifdef CONFIG_SMP
2367         if (entity_is_task(se)) {
2368                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2369
2370                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2371                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2372         }
2373 #endif
2374         cfs_rq->nr_running++;
2375 }
2376
2377 static void
2378 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2379 {
2380         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2381         if (!parent_entity(se))
2382                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2383         if (entity_is_task(se)) {
2384                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2385                 list_del_init(&se->group_node);
2386         }
2387         cfs_rq->nr_running--;
2388 }
2389
2390 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2391 # ifdef CONFIG_SMP
2392 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2393 {
2394         long tg_weight;
2395
2396         /*
2397          * Use this CPU's real-time load instead of the last load contribution
2398          * as the updating of the contribution is delayed, and we will use the
2399          * the real-time load to calc the share. See update_tg_load_avg().
2400          */
2401         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2402         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2403         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2404
2405         return tg_weight;
2406 }
2407
2408 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2409 {
2410         long tg_weight, load, shares;
2411
2412         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2413         load = cfs_rq->load.weight;
2414
2415         shares = (tg->shares * load);
2416         if (tg_weight)
2417                 shares /= tg_weight;
2418
2419         if (shares < MIN_SHARES)
2420                 shares = MIN_SHARES;
2421         if (shares > tg->shares)
2422                 shares = tg->shares;
2423
2424         return shares;
2425 }
2426 # else /* CONFIG_SMP */
2427 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2428 {
2429         return tg->shares;
2430 }
2431 # endif /* CONFIG_SMP */
2432 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2433                             unsigned long weight)
2434 {
2435         if (se->on_rq) {
2436                 /* commit outstanding execution time */
2437                 if (cfs_rq->curr == se)
2438                         update_curr(cfs_rq);
2439                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2440         }
2441
2442         update_load_set(&se->load, weight);
2443
2444         if (se->on_rq)
2445                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2446 }
2447
2448 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2449
2450 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2451 {
2452         struct task_group *tg;
2453         struct sched_entity *se;
2454         long shares;
2455
2456         tg = cfs_rq->tg;
2457         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2458         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2459                 return;
2460 #ifndef CONFIG_SMP
2461         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2462                 return;
2463 #endif
2464         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2465
2466         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2467 }
2468 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2469 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2470 {
2471 }
2472 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2473
2474 #ifdef CONFIG_SMP
2475 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2476 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2477         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2478         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2479         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2480         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2481         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2482         0x85aac367, 0x82cd8698,
2483 };
2484
2485 /*
2486  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2487  * over-estimates when re-combining.
2488  */
2489 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2490             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2491          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2492         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2493 };
2494
2495 /*
2496  * Approximate:
2497  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2498  */
2499 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2500 {
2501         unsigned int local_n;
2502
2503         if (!n)
2504                 return val;
2505         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2506                 return 0;
2507
2508         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2509         local_n = n;
2510
2511         /*
2512          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2513          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2514          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2515          *
2516          * To achieve constant time decay_load.
2517          */
2518         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2519                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2520                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2521         }
2522
2523         val = mul_u64_u32_shr(val, runnable_avg_yN_inv[local_n], 32);
2524         return val;
2525 }
2526
2527 /*
2528  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2529  * average will be: \Sum 1024*y^n
2530  *
2531  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2532  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2533  */
2534 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2535 {
2536         u32 contrib = 0;
2537
2538         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2539                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2540         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2541                 return LOAD_AVG_MAX;
2542
2543         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2544         do {
2545                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2546                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2547
2548                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2549         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2550
2551         contrib = decay_load(contrib, n);
2552         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2553 }
2554
2555 #if (SCHED_LOAD_SHIFT - SCHED_LOAD_RESOLUTION) != 10 || SCHED_CAPACITY_SHIFT != 10
2556 #error "load tracking assumes 2^10 as unit"
2557 #endif
2558
2559 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
2560
2561 /*
2562  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2563  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2564  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2565  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2566  *
2567  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2568  *      p0            p1           p2
2569  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2570  *
2571  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2572  *
2573  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2574  * following representation of historical load:
2575  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2576  *
2577  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2578  *   y^32 = 0.5
2579  *
2580  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2581  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2582  * (u_0).
2583  *
2584  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2585  * sum again by y is sufficient to update:
2586  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2587  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2588  */
2589 static __always_inline int
2590 __update_load_avg(u64 now, int cpu, struct sched_avg *sa,
2591                   unsigned long weight, int running, struct cfs_rq *cfs_rq)
2592 {
2593         u64 delta, scaled_delta, periods;
2594         u32 contrib;
2595         unsigned int delta_w, scaled_delta_w, decayed = 0;
2596         unsigned long scale_freq, scale_cpu;
2597
2598         delta = now - sa->last_update_time;
2599         /*
2600          * This should only happen when time goes backwards, which it
2601          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2602          */
2603         if ((s64)delta < 0) {
2604                 sa->last_update_time = now;
2605                 return 0;
2606         }
2607
2608         /*
2609          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2610          * approximation of 1us and fast to compute.
2611          */
2612         delta >>= 10;
2613         if (!delta)
2614                 return 0;
2615         sa->last_update_time = now;
2616
2617         scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2618         scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
2619         trace_sched_contrib_scale_f(cpu, scale_freq, scale_cpu);
2620
2621         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2622         delta_w = sa->period_contrib;
2623         if (delta + delta_w >= 1024) {
2624                 decayed = 1;
2625
2626                 /* how much left for next period will start over, we don't know yet */
2627                 sa->period_contrib = 0;
2628
2629                 /*
2630                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2631                  * out how much from delta we need to complete the current
2632                  * period and accrue it.
2633                  */
2634                 delta_w = 1024 - delta_w;
2635                 scaled_delta_w = cap_scale(delta_w, scale_freq);
2636                 if (weight) {
2637                         sa->load_sum += weight * scaled_delta_w;
2638                         if (cfs_rq) {
2639                                 cfs_rq->runnable_load_sum +=
2640                                                 weight * scaled_delta_w;
2641                         }
2642                 }
2643                 if (running)
2644                         sa->util_sum += scaled_delta_w * scale_cpu;
2645
2646                 delta -= delta_w;
2647
2648                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2649                 periods = delta / 1024;
2650                 delta %= 1024;
2651
2652                 sa->load_sum = decay_load(sa->load_sum, periods + 1);
2653                 if (cfs_rq) {
2654                         cfs_rq->runnable_load_sum =
2655                                 decay_load(cfs_rq->runnable_load_sum, periods + 1);
2656                 }
2657                 sa->util_sum = decay_load((u64)(sa->util_sum), periods + 1);
2658
2659                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2660                 contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2661                 contrib = cap_scale(contrib, scale_freq);
2662                 if (weight) {
2663                         sa->load_sum += weight * contrib;
2664                         if (cfs_rq)
2665                                 cfs_rq->runnable_load_sum += weight * contrib;
2666                 }
2667                 if (running)
2668                         sa->util_sum += contrib * scale_cpu;
2669         }
2670
2671         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2672         scaled_delta = cap_scale(delta, scale_freq);
2673         if (weight) {
2674                 sa->load_sum += weight * scaled_delta;
2675                 if (cfs_rq)
2676                         cfs_rq->runnable_load_sum += weight * scaled_delta;
2677         }
2678         if (running)
2679                 sa->util_sum += scaled_delta * scale_cpu;
2680
2681         sa->period_contrib += delta;
2682
2683         if (decayed) {
2684                 sa->load_avg = div_u64(sa->load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2685                 if (cfs_rq) {
2686                         cfs_rq->runnable_load_avg =
2687                                 div_u64(cfs_rq->runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2688                 }
2689                 sa->util_avg = sa->util_sum / LOAD_AVG_MAX;
2690         }
2691
2692         return decayed;
2693 }
2694
2695 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2696 /*
2697  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share (which is done)
2698  * and effective_load (which is not done because it is too costly).
2699  */
2700 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
2701 {
2702         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2703
2704         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
2705                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
2706                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
2707         }
2708 }
2709
2710 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2711 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
2712 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2713
2714 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2715
2716 /*
2717  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2718  *
2719  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2720  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2721  * values.
2722  */
2723 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2724         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2725         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2726         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2727         res = var - val;                                        \
2728         if (res > var)                                          \
2729                 res = 0;                                        \
2730         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2731 } while (0)
2732
2733 /* Group cfs_rq's load_avg is used for task_h_load and update_cfs_share */
2734 static inline int update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
2735 {
2736         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
2737         int decayed, removed = 0;
2738
2739         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
2740                 s64 r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
2741                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
2742                 sub_positive(&sa->load_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2743                 removed = 1;
2744         }
2745
2746         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
2747                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
2748                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
2749                 sub_positive(&sa->util_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2750         }
2751
2752         decayed = __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2753                 scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->curr != NULL, cfs_rq);
2754
2755 #ifndef CONFIG_64BIT
2756         smp_wmb();
2757         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
2758 #endif
2759
2760         /* Trace CPU load, unless cfs_rq belongs to a non-root task_group */
2761         if (cfs_rq == &rq_of(cfs_rq)->cfs)
2762                 trace_sched_load_avg_cpu(cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq);
2763
2764         return decayed || removed;
2765 }
2766
2767 /* Update task and its cfs_rq load average */
2768 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg)
2769 {
2770         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2771         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2772         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
2773
2774         /*
2775          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
2776          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
2777          */
2778         __update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
2779                           se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2780                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2781
2782         if (update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq) && update_tg)
2783                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2784
2785         if (entity_is_task(se))
2786                 trace_sched_load_avg_task(task_of(se), &se->avg);
2787 }
2788
2789 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2790 {
2791         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
2792                 goto skip_aging;
2793
2794         /*
2795          * If we got migrated (either between CPUs or between cgroups) we'll
2796          * have aged the average right before clearing @last_update_time.
2797          */
2798         if (se->avg.last_update_time) {
2799                 __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2800                                   &se->avg, 0, 0, NULL);
2801
2802                 /*
2803                  * XXX: we could have just aged the entire load away if we've been
2804                  * absent from the fair class for too long.
2805                  */
2806         }
2807
2808 skip_aging:
2809         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2810         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2811         cfs_rq->avg.load_sum += se->avg.load_sum;
2812         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
2813         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
2814 }
2815
2816 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2817 {
2818         __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2819                           &se->avg, se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2820                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2821
2822         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2823         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se->avg.load_sum);
2824         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
2825         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
2826 }
2827
2828 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
2829 static inline void
2830 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2831 {
2832         struct sched_avg *sa = &se->avg;
2833         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2834         int migrated, decayed;
2835
2836         migrated = !sa->last_update_time;
2837         if (!migrated) {
2838                 __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2839                         se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2840                         cfs_rq->curr == se, NULL);
2841         }
2842
2843         decayed = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
2844
2845         cfs_rq->runnable_load_avg += sa->load_avg;
2846         cfs_rq->runnable_load_sum += sa->load_sum;
2847
2848         if (migrated)
2849                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
2850
2851         if (decayed || migrated)
2852                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2853 }
2854
2855 /* Remove the runnable load generated by se from cfs_rq's runnable load average */
2856 static inline void
2857 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2858 {
2859         update_load_avg(se, 1);
2860
2861         cfs_rq->runnable_load_avg =
2862                 max_t(long, cfs_rq->runnable_load_avg - se->avg.load_avg, 0);
2863         cfs_rq->runnable_load_sum =
2864                 max_t(s64,  cfs_rq->runnable_load_sum - se->avg.load_sum, 0);
2865 }
2866
2867 #ifndef CONFIG_64BIT
2868 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2869 {
2870         u64 last_update_time_copy;
2871         u64 last_update_time;
2872
2873         do {
2874                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
2875                 smp_rmb();
2876                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2877         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
2878
2879         return last_update_time;
2880 }
2881 #else
2882 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2883 {
2884         return cfs_rq->avg.last_update_time;
2885 }
2886 #endif
2887
2888 /*
2889  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
2890  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
2891  */
2892 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
2893 {
2894         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2895         u64 last_update_time;
2896
2897         /*
2898          * Newly created task or never used group entity should not be removed
2899          * from its (source) cfs_rq
2900          */
2901         if (se->avg.last_update_time == 0)
2902                 return;
2903
2904         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
2905
2906         __update_load_avg(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), &se->avg, 0, 0, NULL);
2907         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
2908         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
2909 }
2910
2911 /*
2912  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2913  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2914  * be the only way to update the runnable statistic.
2915  */
2916 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2917 {
2918 }
2919
2920 /*
2921  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2922  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2923  * be the only way to update the runnable statistic.
2924  */
2925 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2926 {
2927 }
2928
2929 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2930 {
2931         return cfs_rq->runnable_load_avg;
2932 }
2933
2934 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2935 {
2936         return cfs_rq->avg.load_avg;
2937 }
2938
2939 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2940
2941 #else /* CONFIG_SMP */
2942
2943 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg) {}
2944 static inline void
2945 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2946 static inline void
2947 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2948 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
2949
2950 static inline void
2951 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2952 static inline void
2953 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2954
2955 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2956 {
2957         return 0;
2958 }
2959
2960 #endif /* CONFIG_SMP */
2961
2962 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2963 {
2964 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2965         struct task_struct *tsk = NULL;
2966
2967         if (entity_is_task(se))
2968                 tsk = task_of(se);
2969
2970         if (se->statistics.sleep_start) {
2971                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2972
2973                 if ((s64)delta < 0)
2974                         delta = 0;
2975
2976                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2977                         se->statistics.sleep_max = delta;
2978
2979                 se->statistics.sleep_start = 0;
2980                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2981
2982                 if (tsk) {
2983                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2984                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2985                 }
2986         }
2987         if (se->statistics.block_start) {
2988                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2989
2990                 if ((s64)delta < 0)
2991                         delta = 0;
2992
2993                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2994                         se->statistics.block_max = delta;
2995
2996                 se->statistics.block_start = 0;
2997                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2998
2999                 if (tsk) {
3000                         if (tsk->in_iowait) {
3001                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
3002                                 se->statistics.iowait_count++;
3003                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
3004                         }
3005
3006                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
3007                         trace_sched_blocked_reason(tsk);
3008
3009                         /*
3010                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
3011                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
3012                          * amount of time that the task spent sleeping:
3013                          */
3014                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
3015                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
3016                                                 (void *)get_wchan(tsk),
3017                                                 delta >> 20);
3018                         }
3019                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
3020                 }
3021         }
3022 #endif
3023 }
3024
3025 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3026 {
3027 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3028         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3029
3030         if (d < 0)
3031                 d = -d;
3032
3033         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3034                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
3035 #endif
3036 }
3037
3038 static void
3039 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3040 {
3041         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3042
3043         /*
3044          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3045          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3046          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3047          * stays open at the end.
3048          */
3049         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3050                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3051
3052         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3053         if (!initial) {
3054                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3055
3056                 /*
3057                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3058                  * for a gentler effect of sleepers:
3059                  */
3060                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3061                         thresh >>= 1;
3062
3063                 vruntime -= thresh;
3064         }
3065
3066         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3067         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3068 }
3069
3070 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3071
3072 static void
3073 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3074 {
3075         /*
3076          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3077          * through calling update_curr().
3078          */
3079         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3080                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3081
3082         /*
3083          * Update run-time statistics of the 'current'.
3084          */
3085         update_curr(cfs_rq);
3086         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3087         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3088         update_cfs_shares(cfs_rq);
3089
3090         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3091                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3092                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3093         }
3094
3095         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3096         check_spread(cfs_rq, se);
3097         if (se != cfs_rq->curr)
3098                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3099         se->on_rq = 1;
3100
3101         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3102                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3103                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3104         }
3105 }
3106
3107 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3108 {
3109         for_each_sched_entity(se) {
3110                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3111                 if (cfs_rq->last != se)
3112                         break;
3113
3114                 cfs_rq->last = NULL;
3115         }
3116 }
3117
3118 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3119 {
3120         for_each_sched_entity(se) {
3121                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3122                 if (cfs_rq->next != se)
3123                         break;
3124
3125                 cfs_rq->next = NULL;
3126         }
3127 }
3128
3129 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3130 {
3131         for_each_sched_entity(se) {
3132                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3133                 if (cfs_rq->skip != se)
3134                         break;
3135
3136                 cfs_rq->skip = NULL;
3137         }
3138 }
3139
3140 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3141 {
3142         if (cfs_rq->last == se)
3143                 __clear_buddies_last(se);
3144
3145         if (cfs_rq->next == se)
3146                 __clear_buddies_next(se);
3147
3148         if (cfs_rq->skip == se)
3149                 __clear_buddies_skip(se);
3150 }
3151
3152 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3153
3154 static void
3155 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3156 {
3157         /*
3158          * Update run-time statistics of the 'current'.
3159          */
3160         update_curr(cfs_rq);
3161         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3162
3163         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3164         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3165 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3166                 if (entity_is_task(se)) {
3167                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3168
3169                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3170                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3171                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3172                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3173                 }
3174 #endif
3175         }
3176
3177         clear_buddies(cfs_rq, se);
3178
3179         if (se != cfs_rq->curr)
3180                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3181         se->on_rq = 0;
3182         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3183
3184         /*
3185          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3186          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3187          * movement in our normalized position.
3188          */
3189         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3190                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3191
3192         /* return excess runtime on last dequeue */
3193         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3194
3195         update_min_vruntime(cfs_rq);
3196         update_cfs_shares(cfs_rq);
3197 }
3198
3199 /*
3200  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3201  */
3202 static void
3203 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3204 {
3205         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3206         struct sched_entity *se;
3207         s64 delta;
3208
3209         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3210         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3211         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3212                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3213                 /*
3214                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3215                  * re-elected due to buddy favours.
3216                  */
3217                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3218                 return;
3219         }
3220
3221         /*
3222          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3223          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3224          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3225          */
3226         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3227                 return;
3228
3229         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3230         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3231
3232         if (delta < 0)
3233                 return;
3234
3235         if (delta > ideal_runtime)
3236                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3237 }
3238
3239 static void
3240 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3241 {
3242         /* 'current' is not kept within the tree. */
3243         if (se->on_rq) {
3244                 /*
3245                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3246                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3247                  * runqueue.
3248                  */
3249                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3250                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3251                 update_load_avg(se, 1);
3252         }
3253
3254         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3255         cfs_rq->curr = se;
3256 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3257         /*
3258          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3259          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3260          * when there are only lesser-weight tasks around):
3261          */
3262         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3263                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3264                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3265         }
3266 #endif
3267         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3268 }
3269
3270 static int
3271 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3272
3273 /*
3274  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3275  * 1) keep things fair between processes/task groups
3276  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3277  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3278  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3279  */
3280 static struct sched_entity *
3281 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3282 {
3283         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3284         struct sched_entity *se;
3285
3286         /*
3287          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3288          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3289          */
3290         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3291                 left = curr;
3292
3293         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3294
3295         /*
3296          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3297          * be done without getting too unfair.
3298          */
3299         if (cfs_rq->skip == se) {
3300                 struct sched_entity *second;
3301
3302                 if (se == curr) {
3303                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3304                 } else {
3305                         second = __pick_next_entity(se);
3306                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3307                                 second = curr;
3308                 }
3309
3310                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3311                         se = second;
3312         }
3313
3314         /*
3315          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3316          */
3317         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3318                 se = cfs_rq->last;
3319
3320         /*
3321          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3322          */
3323         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3324                 se = cfs_rq->next;
3325
3326         clear_buddies(cfs_rq, se);
3327
3328         return se;
3329 }
3330
3331 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3332
3333 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3334 {
3335         /*
3336          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3337          * was not called and update_curr() has to be done:
3338          */
3339         if (prev->on_rq)
3340                 update_curr(cfs_rq);
3341
3342         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3343         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3344
3345         check_spread(cfs_rq, prev);
3346         if (prev->on_rq) {
3347                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3348                 /* Put 'current' back into the tree. */
3349                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3350                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3351                 update_load_avg(prev, 0);
3352         }
3353         cfs_rq->curr = NULL;
3354 }
3355
3356 static void
3357 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3358 {
3359         /*
3360          * Update run-time statistics of the 'current'.
3361          */
3362         update_curr(cfs_rq);
3363
3364         /*
3365          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3366          */
3367         update_load_avg(curr, 1);
3368         update_cfs_shares(cfs_rq);
3369
3370 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3371         /*
3372          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3373          * validating it and just reschedule.
3374          */
3375         if (queued) {
3376                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3377                 return;
3378         }
3379         /*
3380          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3381          */
3382         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3383                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3384                 return;
3385 #endif
3386
3387         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3388                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3389 }
3390
3391
3392 /**************************************************
3393  * CFS bandwidth control machinery
3394  */
3395
3396 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3397
3398 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3399 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3400
3401 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3402 {
3403         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3404 }
3405
3406 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3407 {
3408         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3409 }
3410
3411 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3412 {
3413         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3414 }
3415 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3416 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3417 {
3418         return true;
3419 }
3420
3421 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3422 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3423 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3424
3425 /*
3426  * default period for cfs group bandwidth.
3427  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3428  */
3429 static inline u64 default_cfs_period(void)
3430 {
3431         return 100000000ULL;
3432 }
3433
3434 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3435 {
3436         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3437 }
3438
3439 /*
3440  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3441  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3442  * additional synchronization around rq->lock.
3443  *
3444  * requires cfs_b->lock
3445  */
3446 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3447 {
3448         u64 now;
3449
3450         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3451                 return;
3452
3453         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3454         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3455         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3456 }
3457
3458 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3459 {
3460         return &tg->cfs_bandwidth;
3461 }
3462
3463 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3464 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3465 {
3466         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3467                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3468
3469         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3470 }
3471
3472 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3473 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3474 {
3475         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3476         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3477         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3478
3479         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3480         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3481
3482         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3483         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3484                 amount = min_amount;
3485         else {
3486                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3487
3488                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3489                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3490                         cfs_b->runtime -= amount;
3491                         cfs_b->idle = 0;
3492                 }
3493         }
3494         expires = cfs_b->runtime_expires;
3495         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3496
3497         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3498         /*
3499          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3500          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3501          * issued.
3502          */
3503         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3504                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3505
3506         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3507 }
3508
3509 /*
3510  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3511  * fact that rq->clock snapshots this value.
3512  */
3513 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3514 {
3515         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3516
3517         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3518         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3519                 return;
3520
3521         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3522                 return;
3523
3524         /*
3525          * If the local deadline has passed we have to consider the
3526          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3527          * has not truly expired.
3528          *
3529          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3530          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3531          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3532          * exact equality, so a partial write will still work.
3533          */
3534
3535         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3536                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3537                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3538         } else {
3539                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3540                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3541         }
3542 }
3543
3544 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3545 {
3546         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3547         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3548         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3549
3550         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3551                 return;
3552
3553         /*
3554          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3555          * hierarchy can be throttled
3556          */
3557         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3558                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3559 }
3560
3561 static __always_inline
3562 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3563 {
3564         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3565                 return;
3566
3567         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3568 }
3569
3570 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3571 {
3572         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3573 }
3574
3575 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3576 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3577 {
3578         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3579 }
3580
3581 /*
3582  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3583  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3584  * load-balance operations.
3585  */
3586 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3587                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3588 {
3589         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3590
3591         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3592         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3593
3594         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3595                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3596 }
3597
3598 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3599 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3600 {
3601         struct rq *rq = data;
3602         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3603
3604         cfs_rq->throttle_count--;
3605 #ifdef CONFIG_SMP
3606         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3607                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3608                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3609                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3610         }
3611 #endif
3612
3613         return 0;
3614 }
3615
3616 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3617 {
3618         struct rq *rq = data;
3619         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3620
3621         /* group is entering throttled state, stop time */
3622         if (!cfs_rq->throttle_count)
3623                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3624         cfs_rq->throttle_count++;
3625
3626         return 0;
3627 }
3628
3629 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3630 {
3631         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3632         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3633         struct sched_entity *se;
3634         long task_delta, dequeue = 1;
3635         bool empty;
3636
3637         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3638
3639         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3640         rcu_read_lock();
3641         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3642         rcu_read_unlock();
3643
3644         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3645         for_each_sched_entity(se) {
3646                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3647                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3648                 if (!se->on_rq)
3649                         break;
3650
3651                 if (dequeue)
3652                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3653                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3654
3655                 if (qcfs_rq->load.weight)
3656                         dequeue = 0;
3657         }
3658
3659         if (!se)
3660                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3661
3662         cfs_rq->throttled = 1;
3663         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3664         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3665         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3666
3667         /*
3668          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3669          * distribute_cfs_runtime will not see us
3670          */
3671         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3672
3673         /*
3674          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
3675          * timer is running.
3676          */
3677         if (empty)
3678                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3679
3680         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3681 }
3682
3683 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3684 {
3685         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3686         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3687         struct sched_entity *se;
3688         int enqueue = 1;
3689         long task_delta;
3690
3691         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3692
3693         cfs_rq->throttled = 0;
3694
3695         update_rq_clock(rq);
3696
3697         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3698         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3699         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3700         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3701
3702         /* update hierarchical throttle state */
3703         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3704
3705         if (!cfs_rq->load.weight)
3706                 return;
3707
3708         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3709         for_each_sched_entity(se) {
3710                 if (se->on_rq)
3711                         enqueue = 0;
3712
3713                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3714                 if (enqueue)
3715                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3716                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3717
3718                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3719                         break;
3720         }
3721
3722         if (!se)
3723                 add_nr_running(rq, task_delta);
3724
3725         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3726         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3727                 resched_curr(rq);
3728 }
3729
3730 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3731                 u64 remaining, u64 expires)
3732 {
3733         struct cfs_rq *cfs_rq;
3734         u64 runtime;
3735         u64 starting_runtime = remaining;
3736
3737         rcu_read_lock();
3738         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3739                                 throttled_list) {
3740                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3741
3742                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3743                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3744                         goto next;
3745
3746                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3747                 if (runtime > remaining)
3748                         runtime = remaining;
3749                 remaining -= runtime;
3750
3751                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3752                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3753
3754                 /* we check whether we're throttled above */
3755                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3756                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3757
3758 next:
3759                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3760
3761                 if (!remaining)
3762                         break;
3763         }
3764         rcu_read_unlock();
3765
3766         return starting_runtime - remaining;
3767 }
3768
3769 /*
3770  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3771  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3772  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3773  * used to track this state.
3774  */
3775 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3776 {
3777         u64 runtime, runtime_expires;
3778         int throttled;
3779
3780         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3781         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3782                 goto out_deactivate;
3783
3784         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3785         cfs_b->nr_periods += overrun;
3786
3787         /*
3788          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3789          * we're going inactive then everything else can be deferred
3790          */
3791         if (cfs_b->idle && !throttled)
3792                 goto out_deactivate;
3793
3794         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3795
3796         if (!throttled) {
3797                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3798                 cfs_b->idle = 1;
3799                 return 0;
3800         }
3801
3802         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3803         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3804
3805         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3806
3807         /*
3808          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3809          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3810          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3811          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3812          * only by limited amounts in that extreme case.
3813          */
3814         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3815                 runtime = cfs_b->runtime;
3816                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3817                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3818                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3819                                                  runtime_expires);
3820                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3821
3822                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3823
3824                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3825         }
3826
3827         /*
3828          * While we are ensured activity in the period following an
3829          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3830          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3831          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3832          */
3833         cfs_b->idle = 0;
3834
3835         return 0;
3836
3837 out_deactivate:
3838         return 1;
3839 }
3840
3841 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3842 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3843 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3844 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3845 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3846 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3847
3848 /*
3849  * Are we near the end of the current quota period?
3850  *
3851  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3852  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
3853  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3854  */
3855 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3856 {
3857         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3858         u64 remaining;
3859
3860         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3861         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3862                 return 1;
3863
3864         /* is a quota refresh about to occur? */
3865         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3866         if (remaining < min_expire)
3867                 return 1;
3868
3869         return 0;
3870 }
3871
3872 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3873 {
3874         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3875
3876         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3877         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3878                 return;
3879
3880         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
3881                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
3882                         HRTIMER_MODE_REL);
3883 }
3884
3885 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3886 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3887 {
3888         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3889         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3890
3891         if (slack_runtime <= 0)
3892                 return;
3893
3894         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3895         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3896             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3897                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3898
3899                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3900                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3901                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3902                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3903         }
3904         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3905
3906         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3907         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3908 }
3909
3910 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3911 {
3912         if (!cfs_bandwidth_used())
3913                 return;
3914
3915         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3916                 return;
3917
3918         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3919 }
3920
3921 /*
3922  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3923  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3924  */
3925 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3926 {
3927         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3928         u64 expires;
3929
3930         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3931         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3932         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3933                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3934                 return;
3935         }
3936
3937         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3938                 runtime = cfs_b->runtime;
3939
3940         expires = cfs_b->runtime_expires;
3941         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3942
3943         if (!runtime)
3944                 return;
3945
3946         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3947
3948         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3949         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3950                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3951         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3952 }
3953
3954 /*
3955  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3956  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3957  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3958  */
3959 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3960 {
3961         if (!cfs_bandwidth_used())
3962                 return;
3963
3964         /* Synchronize hierarchical throttle counter: */
3965         if (unlikely(!cfs_rq->throttle_uptodate)) {
3966                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3967                 struct cfs_rq *pcfs_rq;
3968                 struct task_group *tg;
3969
3970                 cfs_rq->throttle_uptodate = 1;
3971
3972                 /* Get closest up-to-date node, because leaves go first: */
3973                 for (tg = cfs_rq->tg->parent; tg; tg = tg->parent) {
3974                         pcfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3975                         if (pcfs_rq->throttle_uptodate)
3976                                 break;
3977                 }
3978                 if (tg) {
3979                         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
3980                         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3981                 }
3982         }
3983
3984         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3985         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3986                 return;
3987
3988         /* ensure the group is not already throttled */
3989         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3990                 return;
3991
3992         /* update runtime allocation */
3993         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3994         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3995                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3996 }
3997
3998 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3999 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4000 {
4001         if (!cfs_bandwidth_used())
4002                 return false;
4003
4004         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4005                 return false;
4006
4007         /*
4008          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4009          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4010          */
4011         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4012                 return true;
4013
4014         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4015         return true;
4016 }
4017
4018 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4019 {
4020         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4021                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4022
4023         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4024
4025         return HRTIMER_NORESTART;
4026 }
4027
4028 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4029 {
4030         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4031                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4032         int overrun;
4033         int idle = 0;
4034
4035         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4036         for (;;) {
4037                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4038                 if (!overrun)
4039                         break;
4040
4041                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4042         }
4043         if (idle)
4044                 cfs_b->period_active = 0;
4045         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4046
4047         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4048 }
4049
4050 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4051 {
4052         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4053         cfs_b->runtime = 0;
4054         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4055         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4056
4057         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4058         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4059         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4060         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4061         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4062 }
4063
4064 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4065 {
4066         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4067         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4068 }
4069
4070 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4071 {
4072         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4073
4074         if (!cfs_b->period_active) {
4075                 cfs_b->period_active = 1;
4076                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4077                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4078         }
4079 }
4080
4081 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4082 {
4083         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4084         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4085                 return;
4086
4087         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4088         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4089 }
4090
4091 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4092 {
4093         struct cfs_rq *cfs_rq;
4094
4095         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4096                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4097
4098                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4099                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4100                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4101         }
4102 }
4103
4104 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4105 {
4106         struct cfs_rq *cfs_rq;
4107
4108         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4109                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4110                         continue;
4111
4112                 /*
4113                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4114                  * there's some valid quota amount
4115                  */
4116                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4117                 /*
4118                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4119                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4120                  */
4121                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4122
4123                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4124                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4125         }
4126 }
4127
4128 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4129 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4130 {
4131         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4132 }
4133
4134 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4135 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4136 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4137 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4138
4139 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4140 {
4141         return 0;
4142 }
4143
4144 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4145 {
4146         return 0;
4147 }
4148
4149 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4150                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4151 {
4152         return 0;
4153 }
4154
4155 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4156
4157 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4158 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4159 #endif
4160
4161 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4162 {
4163         return NULL;
4164 }
4165 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4166 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4167 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4168
4169 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4170
4171 /**************************************************
4172  * CFS operations on tasks:
4173  */
4174
4175 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4176 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4177 {
4178         struct sched_entity *se = &p->se;
4179         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4180
4181         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4182
4183         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4184                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4185                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4186                 s64 delta = slice - ran;
4187
4188                 if (delta < 0) {
4189                         if (rq->curr == p)
4190                                 resched_curr(rq);
4191                         return;
4192                 }
4193                 hrtick_start(rq, delta);
4194         }
4195 }
4196
4197 /*
4198  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4199  * current task is from our class and nr_running is low enough
4200  * to matter.
4201  */
4202 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4203 {
4204         struct task_struct *curr = rq->curr;
4205
4206         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4207                 return;
4208
4209         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4210                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4211 }
4212 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4213 static inline void
4214 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4215 {
4216 }
4217
4218 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4219 {
4220 }
4221 #endif
4222
4223 #ifdef CONFIG_SMP
4224 static bool cpu_overutilized(int cpu);
4225 static inline unsigned long boosted_cpu_util(int cpu);
4226 #else
4227 #define boosted_cpu_util(cpu) cpu_util(cpu)
4228 #endif
4229
4230 #ifdef CONFIG_SMP
4231 static void update_capacity_of(int cpu)
4232 {
4233         unsigned long req_cap;
4234
4235         if (!sched_freq())
4236                 return;
4237
4238         /* Convert scale-invariant capacity to cpu. */
4239         req_cap = boosted_cpu_util(cpu);
4240         req_cap = req_cap * SCHED_CAPACITY_SCALE / capacity_orig_of(cpu);
4241         set_cfs_cpu_capacity(cpu, true, req_cap);
4242 }
4243 #endif
4244
4245 /*
4246  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4247  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4248  * then put the task into the rbtree:
4249  */
4250 static void
4251 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4252 {
4253         struct cfs_rq *cfs_rq;
4254         struct sched_entity *se = &p->se;
4255 #ifdef CONFIG_SMP
4256         int task_new = flags & ENQUEUE_WAKEUP_NEW;
4257         int task_wakeup = flags & ENQUEUE_WAKEUP;
4258 #endif
4259
4260         for_each_sched_entity(se) {
4261                 if (se->on_rq)
4262                         break;
4263                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4264                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4265
4266                 /*
4267                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4268                  *
4269                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4270                  * post the final h_nr_running increment below.
4271                 */
4272                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4273                         break;
4274                 cfs_rq->h_nr_running++;
4275                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4276
4277                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4278         }
4279
4280         for_each_sched_entity(se) {
4281                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4282                 cfs_rq->h_nr_running++;
4283                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4284
4285                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4286                         break;
4287
4288                 update_load_avg(se, 1);
4289                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4290         }
4291
4292         if (!se)
4293                 add_nr_running(rq, 1);
4294
4295 #ifdef CONFIG_SMP
4296
4297         /*
4298          * Update SchedTune accounting.
4299          *
4300          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4301          * boost value of the current task is accounted for in the
4302          * selection of the OPP.
4303          *
4304          * We do it also in the case where we enqueue a throttled task;
4305          * we could argue that a throttled task should not boost a CPU,
4306          * however:
4307          * a) properly implementing CPU boosting considering throttled
4308          *    tasks will increase a lot the complexity of the solution
4309          * b) it's not easy to quantify the benefits introduced by
4310          *    such a more complex solution.
4311          * Thus, for the time being we go for the simple solution and boost
4312          * also for throttled RQs.
4313          */
4314         schedtune_enqueue_task(p, cpu_of(rq));
4315
4316         if (!se) {
4317                 walt_inc_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4318                 if (!task_new && !rq->rd->overutilized &&
4319                     cpu_overutilized(rq->cpu)) {
4320                         rq->rd->overutilized = true;
4321                         trace_sched_overutilized(true);
4322                 }
4323
4324                 /*
4325                  * We want to potentially trigger a freq switch
4326                  * request only for tasks that are waking up; this is
4327                  * because we get here also during load balancing, but
4328                  * in these cases it seems wise to trigger as single
4329                  * request after load balancing is done.
4330                  */
4331                 if (task_new || task_wakeup)
4332                         update_capacity_of(cpu_of(rq));
4333         }
4334
4335 #endif /* CONFIG_SMP */
4336         hrtick_update(rq);
4337 }
4338
4339 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4340
4341 /*
4342  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4343  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4344  * update the fair scheduling stats:
4345  */
4346 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4347 {
4348         struct cfs_rq *cfs_rq;
4349         struct sched_entity *se = &p->se;
4350         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4351
4352         for_each_sched_entity(se) {
4353                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4354                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4355
4356                 /*
4357                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4358                  *
4359                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4360                  * post the final h_nr_running decrement below.
4361                 */
4362                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4363                         break;
4364                 cfs_rq->h_nr_running--;
4365                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4366
4367                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4368                 if (cfs_rq->load.weight) {
4369                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
4370                         se = parent_entity(se);
4371                         /*
4372                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4373                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4374                          */
4375                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
4376                                 set_next_buddy(se);
4377                         break;
4378                 }
4379                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4380         }
4381
4382         for_each_sched_entity(se) {
4383                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4384                 cfs_rq->h_nr_running--;
4385                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4386
4387                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4388                         break;
4389
4390                 update_load_avg(se, 1);
4391                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4392         }
4393
4394         if (!se)
4395                 sub_nr_running(rq, 1);
4396
4397 #ifdef CONFIG_SMP
4398
4399         /*
4400          * Update SchedTune accounting
4401          *
4402          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4403          * boost value of the current task is accounted for in the
4404          * selection of the OPP.
4405          */
4406         schedtune_dequeue_task(p, cpu_of(rq));
4407
4408         if (!se) {
4409                 walt_dec_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4410
4411                 /*
4412                  * We want to potentially trigger a freq switch
4413                  * request only for tasks that are going to sleep;
4414                  * this is because we get here also during load
4415                  * balancing, but in these cases it seems wise to
4416                  * trigger as single request after load balancing is
4417                  * done.
4418                  */
4419                 if (task_sleep) {
4420                         if (rq->cfs.nr_running)
4421                                 update_capacity_of(cpu_of(rq));
4422                         else if (sched_freq())
4423                                 set_cfs_cpu_capacity(cpu_of(rq), false, 0);
4424                 }
4425         }
4426
4427 #endif /* CONFIG_SMP */
4428
4429         hrtick_update(rq);
4430 }
4431
4432 #ifdef CONFIG_SMP
4433
4434 /*
4435  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4436  */
4437
4438 /*
4439  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4440  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4441  *
4442  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4443  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4444  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4445  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4446  *
4447  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4448  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4449  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4450  *
4451  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4452  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4453  * particular idx is approximated to be zero.
4454  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4455  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4456  * based on 128 point scale.
4457  * Example:
4458  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4459  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4460  *
4461  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4462  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4463  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4464  */
4465 #define DEGRADE_SHIFT           7
4466 static const unsigned char
4467                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4468 static const unsigned char
4469                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4470                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4471                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4472                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4473                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4474                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4475
4476 /*
4477  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4478  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4479  * adding any new load.
4480  */
4481 static unsigned long
4482 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4483 {
4484         int j = 0;
4485
4486         if (!missed_updates)
4487                 return load;
4488
4489         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4490                 return 0;
4491
4492         if (idx == 1)
4493                 return load >> missed_updates;
4494
4495         while (missed_updates) {
4496                 if (missed_updates % 2)
4497                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4498
4499                 missed_updates >>= 1;
4500                 j++;
4501         }
4502         return load;
4503 }
4504
4505 /*
4506  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4507  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4508  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4509  */
4510 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4511                               unsigned long pending_updates)
4512 {
4513         int i, scale;
4514
4515         this_rq->nr_load_updates++;
4516
4517         /* Update our load: */
4518         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4519         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4520                 unsigned long old_load, new_load;
4521
4522                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4523
4524                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4525                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4526                 new_load = this_load;
4527                 /*
4528                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4529                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4530                  * example.
4531                  */
4532                 if (new_load > old_load)
4533                         new_load += scale - 1;
4534
4535                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4536         }
4537
4538         sched_avg_update(this_rq);
4539 }
4540
4541 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4542 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4543 {
4544         return cfs_rq_runnable_load_avg(&cpu_rq(cpu)->cfs);
4545 }
4546
4547 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4548 /*
4549  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4550  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4551  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4552  *
4553  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4554  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4555  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4556  * (tick_nohz_idle_exit).
4557  *
4558  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
4559  */
4560
4561 /*
4562  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
4563  * idle balance.
4564  */
4565 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
4566 {
4567         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4568         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4569         unsigned long pending_updates;
4570
4571         /*
4572          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
4573          */
4574         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4575                 return;
4576
4577         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4578         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4579
4580         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
4581 }
4582
4583 /*
4584  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
4585  */
4586 void update_cpu_load_nohz(void)
4587 {
4588         struct rq *this_rq = this_rq();
4589         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4590         unsigned long pending_updates;
4591
4592         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4593                 return;
4594
4595         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4596         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4597         if (pending_updates) {
4598                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4599                 /*
4600                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
4601                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
4602                  */
4603                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
4604         }
4605         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4606 }
4607 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
4608
4609 /*
4610  * Called from scheduler_tick()
4611  */
4612 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
4613 {
4614         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4615         /*
4616          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
4617          */
4618         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
4619         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
4620 }
4621
4622 /*
4623  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4624  * according to the scheduling class and "nice" value.
4625  *
4626  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4627  * balance conservatively.
4628  */
4629 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4630 {
4631         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4632         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4633
4634         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4635                 return total;
4636
4637         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4638 }
4639
4640 /*
4641  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4642  * according to the scheduling class and "nice" value.
4643  */
4644 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4645 {
4646         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4647         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4648
4649         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4650                 return total;
4651
4652         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4653 }
4654
4655
4656 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4657 {
4658         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4659         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4660         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(cpu);
4661
4662         if (nr_running)
4663                 return load_avg / nr_running;
4664
4665         return 0;
4666 }
4667
4668 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4669 {
4670         /*
4671          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4672          * about the boundary, really active task won't care
4673          * about the loss.
4674          */
4675         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4676                 current->wakee_flips >>= 1;
4677                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4678         }
4679
4680         if (current->last_wakee != p) {
4681                 current->last_wakee = p;
4682                 current->wakee_flips++;
4683         }
4684 }
4685
4686 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4687 {
4688         struct sched_entity *se = &p->se;
4689         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4690         u64 min_vruntime;
4691
4692 #ifndef CONFIG_64BIT
4693         u64 min_vruntime_copy;
4694
4695         do {
4696                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4697                 smp_rmb();
4698                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4699         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4700 #else
4701         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4702 #endif
4703
4704         se->vruntime -= min_vruntime;
4705         record_wakee(p);
4706 }
4707
4708 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4709 /*
4710  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4711  *
4712  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4713  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4714  * can calculate the shift in shares.
4715  *
4716  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4717  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4718  * total group weight.
4719  *
4720  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4721  * distribution (s_i) using:
4722  *
4723  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4724  *
4725  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4726  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4727  * shares distribution (s_i):
4728  *
4729  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4730  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4731  *
4732  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4733  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4734  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4735  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4736  *
4737  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4738  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4739  *
4740  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4741  *
4742  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4743  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4744  * weight and shares distributions like:
4745  *
4746  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4747  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4748  *
4749  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4750  *
4751  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4752  *
4753  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4754  *
4755  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4756  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4757  * 4/7) times the weight of the group.
4758  */
4759 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4760 {
4761         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4762
4763         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4764                 return wl;
4765
4766         for_each_sched_entity(se) {
4767                 struct cfs_rq *cfs_rq = se->my_q;
4768                 long W, w = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
4769
4770                 tg = cfs_rq->tg;
4771
4772                 /*
4773                  * W = @wg + \Sum rw_j
4774                  */
4775                 W = wg + atomic_long_read(&tg->load_avg);
4776
4777                 /* Ensure \Sum rw_j >= rw_i */
4778                 W -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
4779                 W += w;
4780
4781                 /*
4782                  * w = rw_i + @wl
4783                  */
4784                 w += wl;
4785
4786                 /*
4787                  * wl = S * s'_i; see (2)
4788                  */
4789                 if (W > 0 && w < W)
4790                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4791                 else
4792                         wl = tg->shares;
4793
4794                 /*
4795                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4796                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4797                  * calc_cfs_shares().
4798                  */
4799                 if (wl < MIN_SHARES)
4800                         wl = MIN_SHARES;
4801
4802                 /*
4803                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4804                  */
4805                 wl -= se->avg.load_avg;
4806
4807                 /*
4808                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4809                  * the final effective load change on the root group. Since
4810                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4811                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4812                  * resulting from this level per the above.
4813                  */
4814                 wg = 0;
4815         }
4816
4817         return wl;
4818 }
4819 #else
4820
4821 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4822 {
4823         return wl;
4824 }
4825
4826 #endif
4827
4828 /*
4829  * Returns the current capacity of cpu after applying both
4830  * cpu and freq scaling.
4831  */
4832 unsigned long capacity_curr_of(int cpu)
4833 {
4834         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig *
4835                arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu)
4836                >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4837 }
4838
4839 static inline bool energy_aware(void)
4840 {
4841         return sched_feat(ENERGY_AWARE);
4842 }
4843
4844 struct energy_env {
4845         struct sched_group      *sg_top;
4846         struct sched_group      *sg_cap;
4847         int                     cap_idx;
4848         int                     util_delta;
4849         int                     src_cpu;
4850         int                     dst_cpu;
4851         int                     energy;
4852         int                     payoff;
4853         struct task_struct      *task;
4854         struct {
4855                 int before;
4856                 int after;
4857                 int delta;
4858                 int diff;
4859         } nrg;
4860         struct {
4861                 int before;
4862                 int after;
4863                 int delta;
4864         } cap;
4865 };
4866
4867 /*
4868  * __cpu_norm_util() returns the cpu util relative to a specific capacity,
4869  * i.e. it's busy ratio, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] which is useful for
4870  * energy calculations. Using the scale-invariant util returned by
4871  * cpu_util() and approximating scale-invariant util by:
4872  *
4873  *   util ~ (curr_freq/max_freq)*1024 * capacity_orig/1024 * running_time/time
4874  *
4875  * the normalized util can be found using the specific capacity.
4876  *
4877  *   capacity = capacity_orig * curr_freq/max_freq
4878  *
4879  *   norm_util = running_time/time ~ util/capacity
4880  */
4881 static unsigned long __cpu_norm_util(int cpu, unsigned long capacity, int delta)
4882 {
4883         int util = __cpu_util(cpu, delta);
4884
4885         if (util >= capacity)
4886                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4887
4888         return (util << SCHED_CAPACITY_SHIFT)/capacity;
4889 }
4890
4891 static int calc_util_delta(struct energy_env *eenv, int cpu)
4892 {
4893         if (cpu == eenv->src_cpu)
4894                 return -eenv->util_delta;
4895         if (cpu == eenv->dst_cpu)
4896                 return eenv->util_delta;
4897         return 0;
4898 }
4899
4900 static
4901 unsigned long group_max_util(struct energy_env *eenv)
4902 {
4903         int i, delta;
4904         unsigned long max_util = 0;
4905
4906         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(eenv->sg_cap)) {
4907                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4908                 max_util = max(max_util, __cpu_util(i, delta));
4909         }
4910
4911         return max_util;
4912 }
4913
4914 /*
4915  * group_norm_util() returns the approximated group util relative to it's
4916  * current capacity (busy ratio) in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] for use in
4917  * energy calculations. Since task executions may or may not overlap in time in
4918  * the group the true normalized util is between max(cpu_norm_util(i)) and
4919  * sum(cpu_norm_util(i)) when iterating over all cpus in the group, i. The
4920  * latter is used as the estimate as it leads to a more pessimistic energy
4921  * estimate (more busy).
4922  */
4923 static unsigned
4924 long group_norm_util(struct energy_env *eenv, struct sched_group *sg)
4925 {
4926         int i, delta;
4927         unsigned long util_sum = 0;
4928         unsigned long capacity = sg->sge->cap_states[eenv->cap_idx].cap;
4929
4930         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4931                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4932                 util_sum += __cpu_norm_util(i, capacity, delta);
4933         }
4934
4935         if (util_sum > SCHED_CAPACITY_SCALE)
4936                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4937         return util_sum;
4938 }
4939
4940 static int find_new_capacity(struct energy_env *eenv,
4941         const struct sched_group_energy * const sge)
4942 {
4943         int idx;
4944         unsigned long util = group_max_util(eenv);
4945
4946         for (idx = 0; idx < sge->nr_cap_states; idx++) {
4947                 if (sge->cap_states[idx].cap >= util)
4948                         break;
4949         }
4950
4951         eenv->cap_idx = idx;
4952
4953         return idx;
4954 }
4955
4956 static int group_idle_state(struct sched_group *sg)
4957 {
4958         int i, state = INT_MAX;
4959
4960         /* Find the shallowest idle state in the sched group. */
4961         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg))
4962                 state = min(state, idle_get_state_idx(cpu_rq(i)));
4963
4964         /* Take non-cpuidle idling into account (active idle/arch_cpu_idle()) */
4965         state++;
4966
4967         return state;
4968 }
4969
4970 /*
4971  * sched_group_energy(): Computes the absolute energy consumption of cpus
4972  * belonging to the sched_group including shared resources shared only by
4973  * members of the group. Iterates over all cpus in the hierarchy below the
4974  * sched_group starting from the bottom working it's way up before going to
4975  * the next cpu until all cpus are covered at all levels. The current
4976  * implementation is likely to gather the same util statistics multiple times.
4977  * This can probably be done in a faster but more complex way.
4978  * Note: sched_group_energy() may fail when racing with sched_domain updates.
4979  */
4980 static int sched_group_energy(struct energy_env *eenv)
4981 {
4982         struct sched_domain *sd;
4983         int cpu, total_energy = 0;
4984         struct cpumask visit_cpus;
4985         struct sched_group *sg;
4986
4987         WARN_ON(!eenv->sg_top->sge);
4988
4989         cpumask_copy(&visit_cpus, sched_group_cpus(eenv->sg_top));
4990
4991         while (!cpumask_empty(&visit_cpus)) {
4992                 struct sched_group *sg_shared_cap = NULL;
4993
4994                 cpu = cpumask_first(&visit_cpus);
4995
4996                 /*
4997                  * Is the group utilization affected by cpus outside this
4998                  * sched_group?
4999                  */
5000                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_scs, cpu));
5001
5002                 if (!sd)
5003                         /*
5004                          * We most probably raced with hotplug; returning a
5005                          * wrong energy estimation is better than entering an
5006                          * infinite loop.
5007                          */
5008                         return -EINVAL;
5009
5010                 if (sd->parent)
5011                         sg_shared_cap = sd->parent->groups;
5012
5013                 for_each_domain(cpu, sd) {
5014                         sg = sd->groups;
5015
5016                         /* Has this sched_domain already been visited? */
5017                         if (sd->child && group_first_cpu(sg) != cpu)
5018                                 break;
5019
5020                         do {
5021                                 unsigned long group_util;
5022                                 int sg_busy_energy, sg_idle_energy;
5023                                 int cap_idx, idle_idx;
5024
5025                                 if (sg_shared_cap && sg_shared_cap->group_weight >= sg->group_weight)
5026                                         eenv->sg_cap = sg_shared_cap;
5027                                 else
5028                                         eenv->sg_cap = sg;
5029
5030                                 cap_idx = find_new_capacity(eenv, sg->sge);
5031
5032                                 if (sg->group_weight == 1) {
5033                                         /* Remove capacity of src CPU (before task move) */
5034                                         if (eenv->util_delta == 0 &&
5035                                             cpumask_test_cpu(eenv->src_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5036                                                 eenv->cap.before = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5037                                                 eenv->cap.delta -= eenv->cap.before;
5038                                         }
5039                                         /* Add capacity of dst CPU  (after task move) */
5040                                         if (eenv->util_delta != 0 &&
5041                                             cpumask_test_cpu(eenv->dst_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5042                                                 eenv->cap.after = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5043                                                 eenv->cap.delta += eenv->cap.after;
5044                                         }
5045                                 }
5046
5047                                 idle_idx = group_idle_state(sg);
5048                                 group_util = group_norm_util(eenv, sg);
5049                                 sg_busy_energy = (group_util * sg->sge->cap_states[cap_idx].power)
5050                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5051                                 sg_idle_energy = ((SCHED_LOAD_SCALE-group_util)
5052                                                                 * sg->sge->idle_states[idle_idx].power)
5053                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5054
5055                                 total_energy += sg_busy_energy + sg_idle_energy;
5056
5057                                 if (!sd->child)
5058                                         cpumask_xor(&visit_cpus, &visit_cpus, sched_group_cpus(sg));
5059
5060                                 if (cpumask_equal(sched_group_cpus(sg), sched_group_cpus(eenv->sg_top)))
5061                                         goto next_cpu;
5062
5063                         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5064                 }
5065 next_cpu:
5066                 cpumask_clear_cpu(cpu, &visit_cpus);
5067                 continue;
5068         }
5069
5070         eenv->energy = total_energy;
5071         return 0;
5072 }
5073
5074 static inline bool cpu_in_sg(struct sched_group *sg, int cpu)
5075 {
5076         return cpu != -1 && cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg));
5077 }
5078
5079 /*
5080  * energy_diff(): Estimate the energy impact of changing the utilization
5081  * distribution. eenv specifies the change: utilisation amount, source, and
5082  * destination cpu. Source or destination cpu may be -1 in which case the
5083  * utilization is removed from or added to the system (e.g. task wake-up). If
5084  * both are specified, the utilization is migrated.
5085  */
5086 static inline int __energy_diff(struct energy_env *eenv)
5087 {
5088         struct sched_domain *sd;
5089         struct sched_group *sg;
5090         int sd_cpu = -1, energy_before = 0, energy_after = 0;
5091
5092         struct energy_env eenv_before = {
5093                 .util_delta     = 0,
5094                 .src_cpu        = eenv->src_cpu,
5095                 .dst_cpu        = eenv->dst_cpu,
5096                 .nrg            = { 0, 0, 0, 0},
5097                 .cap            = { 0, 0, 0 },
5098         };
5099
5100         if (eenv->src_cpu == eenv->dst_cpu)
5101                 return 0;
5102
5103         sd_cpu = (eenv->src_cpu != -1) ? eenv->src_cpu : eenv->dst_cpu;
5104         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, sd_cpu));
5105
5106         if (!sd)
5107                 return 0; /* Error */
5108
5109         sg = sd->groups;
5110
5111         do {
5112                 if (cpu_in_sg(sg, eenv->src_cpu) || cpu_in_sg(sg, eenv->dst_cpu)) {
5113                         eenv_before.sg_top = eenv->sg_top = sg;
5114
5115                         if (sched_group_energy(&eenv_before))
5116                                 return 0; /* Invalid result abort */
5117                         energy_before += eenv_before.energy;
5118
5119                         /* Keep track of SRC cpu (before) capacity */
5120                         eenv->cap.before = eenv_before.cap.before;
5121                         eenv->cap.delta = eenv_before.cap.delta;
5122
5123                         if (sched_group_energy(eenv))
5124                                 return 0; /* Invalid result abort */
5125                         energy_after += eenv->energy;
5126                 }
5127         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5128
5129         eenv->nrg.before = energy_before;
5130         eenv->nrg.after = energy_after;
5131         eenv->nrg.diff = eenv->nrg.after - eenv->nrg.before;
5132         eenv->payoff = 0;
5133
5134         trace_sched_energy_diff(eenv->task,
5135                         eenv->src_cpu, eenv->dst_cpu, eenv->util_delta,
5136                         eenv->nrg.before, eenv->nrg.after, eenv->nrg.diff,
5137                         eenv->cap.before, eenv->cap.after, eenv->cap.delta,
5138                         eenv->nrg.delta, eenv->payoff);
5139
5140         return eenv->nrg.diff;
5141 }
5142
5143 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5144
5145 struct target_nrg schedtune_target_nrg;
5146
5147 /*
5148  * System energy normalization
5149  * Returns the normalized value, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE],
5150  * corresponding to the specified energy variation.
5151  */
5152 static inline int
5153 normalize_energy(int energy_diff)
5154 {
5155         u32 normalized_nrg;
5156 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5157         int max_delta;
5158
5159         /* Check for boundaries */
5160         max_delta  = schedtune_target_nrg.max_power;
5161         max_delta -= schedtune_target_nrg.min_power;
5162         WARN_ON(abs(energy_diff) >= max_delta);
5163 #endif
5164
5165         /* Do scaling using positive numbers to increase the range */
5166         normalized_nrg = (energy_diff < 0) ? -energy_diff : energy_diff;
5167
5168         /* Scale by energy magnitude */
5169         normalized_nrg <<= SCHED_LOAD_SHIFT;
5170
5171         /* Normalize on max energy for target platform */
5172         normalized_nrg = reciprocal_divide(
5173                         normalized_nrg, schedtune_target_nrg.rdiv);
5174
5175         return (energy_diff < 0) ? -normalized_nrg : normalized_nrg;
5176 }
5177
5178 static inline int
5179 energy_diff(struct energy_env *eenv)
5180 {
5181         int boost = schedtune_task_boost(eenv->task);
5182         int nrg_delta;
5183
5184         /* Conpute "absolute" energy diff */
5185         __energy_diff(eenv);
5186
5187         /* Return energy diff when boost margin is 0 */
5188         if (boost == 0)
5189                 return eenv->nrg.diff;
5190
5191         /* Compute normalized energy diff */
5192         nrg_delta = normalize_energy(eenv->nrg.diff);
5193         eenv->nrg.delta = nrg_delta;
5194
5195         eenv->payoff = schedtune_accept_deltas(
5196                         eenv->nrg.delta,
5197                         eenv->cap.delta,
5198                         eenv->task);
5199
5200         /*
5201          * When SchedTune is enabled, the energy_diff() function will return
5202          * the computed energy payoff value. Since the energy_diff() return
5203          * value is expected to be negative by its callers, this evaluation
5204          * function return a negative value each time the evaluation return a
5205          * positive payoff, which is the condition for the acceptance of
5206          * a scheduling decision
5207          */
5208         return -eenv->payoff;
5209 }
5210 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5211 #define energy_diff(eenv) __energy_diff(eenv)
5212 #endif
5213
5214 /*
5215  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5216  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5217  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.  In order
5218  * to determine whether we should let the load spread vs consolodating to
5219  * shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5220  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.  With
5221  * both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5222  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.  Waker/wakee
5223  * being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or whatever is
5224  * irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds socket size.
5225  */
5226 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5227 {
5228         unsigned int master = current->wakee_flips;
5229         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5230         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5231
5232         if (master < slave)
5233                 swap(master, slave);
5234         if (slave < factor || master < slave * factor)
5235                 return 0;
5236         return 1;
5237 }
5238
5239 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
5240 {
5241         s64 this_load, load;
5242         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5243         int idx, this_cpu, prev_cpu;
5244         struct task_group *tg;
5245         unsigned long weight;
5246         int balanced;
5247
5248         idx       = sd->wake_idx;
5249         this_cpu  = smp_processor_id();
5250         prev_cpu  = task_cpu(p);
5251         load      = source_load(prev_cpu, idx);
5252         this_load = target_load(this_cpu, idx);
5253
5254         /*
5255          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
5256          * effect of the currently running task from the load
5257          * of the current CPU:
5258          */
5259         if (sync) {
5260                 tg = task_group(current);
5261                 weight = current->se.avg.load_avg;
5262
5263                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
5264                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
5265         }
5266
5267         tg = task_group(p);
5268         weight = p->se.avg.load_avg;
5269
5270         /*
5271          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
5272          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
5273          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
5274          * about that, so that's good too.
5275          *
5276          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
5277          * task to be woken on this_cpu.
5278          */
5279         this_eff_load = 100;
5280         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5281
5282         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5283         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5284
5285         if (this_load > 0) {
5286                 this_eff_load *= this_load +
5287                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
5288
5289                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
5290         }
5291
5292         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
5293
5294         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5295
5296         if (!balanced)
5297                 return 0;
5298
5299         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
5300         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
5301
5302         return 1;
5303 }
5304
5305 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
5306 {
5307 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5308         if (!walt_disabled && sysctl_sched_use_walt_task_util) {
5309                 unsigned long demand = p->ravg.demand;
5310                 return (demand << 10) / walt_ravg_window;
5311         }
5312 #endif
5313         return p->se.avg.util_avg;
5314 }
5315
5316 unsigned int capacity_margin = 1280; /* ~20% margin */
5317
5318 static inline unsigned long boosted_task_util(struct task_struct *task);
5319
5320 static inline bool __task_fits(struct task_struct *p, int cpu, int util)
5321 {
5322         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5323
5324         util += boosted_task_util(p);
5325
5326         return (capacity * 1024) > (util * capacity_margin);
5327 }
5328
5329 static inline bool task_fits_max(struct task_struct *p, int cpu)
5330 {
5331         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5332         unsigned long max_capacity = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity.val;
5333
5334         if (capacity == max_capacity)
5335                 return true;
5336
5337         if (capacity * capacity_margin > max_capacity * 1024)
5338                 return true;
5339
5340         return __task_fits(p, cpu, 0);
5341 }
5342
5343 static inline bool task_fits_spare(struct task_struct *p, int cpu)
5344 {
5345         return __task_fits(p, cpu, cpu_util(cpu));
5346 }
5347
5348 static bool cpu_overutilized(int cpu)
5349 {
5350         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5351 }
5352
5353 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5354
5355 static long
5356 schedtune_margin(unsigned long signal, long boost)
5357 {
5358         long long margin = 0;
5359
5360         /*
5361          * Signal proportional compensation (SPC)
5362          *
5363          * The Boost (B) value is used to compute a Margin (M) which is
5364          * proportional to the complement of the original Signal (S):
5365          *   M = B * (SCHED_LOAD_SCALE - S), if B is positive
5366          *   M = B * S, if B is negative
5367          * The obtained M could be used by the caller to "boost" S.
5368          */
5369         if (boost >= 0) {
5370                 margin  = SCHED_LOAD_SCALE - signal;
5371                 margin *= boost;
5372         } else
5373                 margin = -signal * boost;
5374         /*
5375          * Fast integer division by constant:
5376          *  Constant   :                 (C) = 100
5377          *  Precision  : 0.1%            (P) = 0.1
5378          *  Reference  : C * 100 / P     (R) = 100000
5379          *
5380          * Thus:
5381          *  Shift bits : ceil(log(R,2))  (S) = 17
5382          *  Mult const : round(2^S/C)    (M) = 1311
5383          *
5384          *
5385          */
5386         margin  *= 1311;
5387         margin >>= 17;
5388
5389         if (boost < 0)
5390                 margin *= -1;
5391         return margin;
5392 }
5393
5394 static inline int
5395 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5396 {
5397         int boost = schedtune_cpu_boost(cpu);
5398
5399         if (boost == 0)
5400                 return 0;
5401
5402         return schedtune_margin(util, boost);
5403 }
5404
5405 static inline long
5406 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5407 {
5408         int boost = schedtune_task_boost(task);
5409         unsigned long util;
5410         long margin;
5411
5412         if (boost == 0)
5413                 return 0;
5414
5415         util = task_util(task);
5416         margin = schedtune_margin(util, boost);
5417
5418         return margin;
5419 }
5420
5421 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5422
5423 static inline int
5424 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5425 {
5426         return 0;
5427 }
5428
5429 static inline int
5430 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5431 {
5432         return 0;
5433 }
5434
5435 #endif /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5436
5437 static inline unsigned long
5438 boosted_cpu_util(int cpu)
5439 {
5440         unsigned long util = cpu_util(cpu);
5441         long margin = schedtune_cpu_margin(util, cpu);
5442
5443         trace_sched_boost_cpu(cpu, util, margin);
5444
5445         return util + margin;
5446 }
5447
5448 static inline unsigned long
5449 boosted_task_util(struct task_struct *task)
5450 {
5451         unsigned long util = task_util(task);
5452         long margin = schedtune_task_margin(task);
5453
5454         trace_sched_boost_task(task, util, margin);
5455
5456         return util + margin;
5457 }
5458
5459 /*
5460  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5461  * domain.
5462  */
5463 static struct sched_group *
5464 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5465                   int this_cpu, int sd_flag)
5466 {
5467         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5468         struct sched_group *fit_group = NULL, *spare_group = NULL;
5469         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
5470         unsigned long fit_capacity = ULONG_MAX;
5471         unsigned long max_spare_capacity = capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE;
5472         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5473         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5474
5475         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5476                 load_idx = sd->wake_idx;
5477
5478         do {
5479                 unsigned long load, avg_load, spare_capacity;
5480                 int local_group;
5481                 int i;
5482
5483                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5484                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
5485                                         tsk_cpus_allowed(p)))
5486                         continue;
5487
5488                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5489                                                sched_group_cpus(group));
5490
5491                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
5492                 avg_load = 0;
5493
5494                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
5495                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5496                         if (local_group)
5497                                 load = source_load(i, load_idx);
5498                         else
5499                                 load = target_load(i, load_idx);
5500
5501                         avg_load += load;
5502
5503                         /*
5504                          * Look for most energy-efficient group that can fit
5505                          * that can fit the task.
5506                          */
5507                         if (capacity_of(i) < fit_capacity && task_fits_spare(p, i)) {
5508                                 fit_capacity = capacity_of(i);
5509                                 fit_group = group;
5510                         }
5511
5512                         /*
5513                          * Look for group which has most spare capacity on a
5514                          * single cpu.
5515                          */
5516                         spare_capacity = capacity_of(i) - cpu_util(i);
5517                         if (spare_capacity > max_spare_capacity) {
5518                                 max_spare_capacity = spare_capacity;
5519                                 spare_group = group;
5520                         }
5521                 }
5522
5523                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5524                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
5525
5526                 if (local_group) {
5527                         this_load = avg_load;
5528                 } else if (avg_load < min_load) {
5529                         min_load = avg_load;
5530                         idlest = group;
5531                 }
5532         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5533
5534         if (fit_group)
5535                 return fit_group;
5536
5537         if (spare_group)
5538                 return spare_group;
5539
5540         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
5541                 return NULL;
5542         return idlest;
5543 }
5544
5545 /*
5546  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
5547  */
5548 static int
5549 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5550 {
5551         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5552         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5553         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5554         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5555         int shallowest_idle_cpu = -1;
5556         int i;
5557
5558         /* Traverse only the allowed CPUs */
5559         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
5560                 if (task_fits_spare(p, i)) {
5561                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5562                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5563                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5564                                 /*
5565                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5566                                  * has the smallest exit latency irrespective
5567                                  * of any idle timestamp.
5568                                  */
5569                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5570                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5571                                 shallowest_idle_cpu = i;
5572                         } else if (idle_cpu(i) &&
5573                                    (!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5574                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5575                                 /*
5576                                  * If equal or no active idle state, then
5577                                  * the most recently idled CPU might have
5578                                  * a warmer cache.
5579                                  */
5580                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5581                                 shallowest_idle_cpu = i;
5582                         } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5583                                 /*
5584                                  * If we haven't found an idle CPU yet
5585                                  * pick a non-idle one that can fit the task as
5586                                  * fallback.
5587                                  */
5588                                 shallowest_idle_cpu = i;
5589                         }
5590                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5591                         load = weighted_cpuload(i);
5592                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
5593                                 min_load = load;
5594                                 least_loaded_cpu = i;
5595                         }
5596                 }
5597         }
5598
5599         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5600 }
5601
5602 /*
5603  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
5604  */
5605 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
5606 {
5607         struct sched_domain *sd;
5608         struct sched_group *sg;
5609         int i = task_cpu(p);
5610         int best_idle = -1;
5611         int best_idle_cstate = -1;
5612         int best_idle_capacity = INT_MAX;
5613
5614         if (!sysctl_sched_cstate_aware) {
5615                 if (idle_cpu(target))
5616                         return target;
5617
5618                 /*
5619                  * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
5620                  */
5621                 if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
5622                         return i;
5623         }
5624
5625         /*
5626          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
5627          */
5628         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
5629         for_each_lower_domain(sd) {
5630                 sg = sd->groups;
5631                 do {
5632                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
5633                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
5634                                 goto next;
5635
5636                         if (sysctl_sched_cstate_aware) {
5637                                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg)) {
5638                                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5639                                         int idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5640                                         unsigned long new_usage = boosted_task_util(p);
5641                                         unsigned long capacity_orig = capacity_orig_of(i);
5642                                         if (new_usage > capacity_orig || !idle_cpu(i))
5643                                                 goto next;
5644
5645                                         if (i == target && new_usage <= capacity_curr_of(target))
5646                                                 return target;
5647
5648                                         if (best_idle < 0 || (idle_idx < best_idle_cstate && capacity_orig <= best_idle_capacity)) {
5649                                                 best_idle = i;
5650                                                 best_idle_cstate = idle_idx;
5651                                                 best_idle_capacity = capacity_orig;
5652                                         }
5653                                 }
5654                         } else {
5655                                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
5656                                         if (i == target || !idle_cpu(i))
5657                                                 goto next;
5658                                 }
5659
5660                                 target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
5661                                         tsk_cpus_allowed(p));
5662                                 goto done;
5663                         }
5664 next:
5665                         sg = sg->next;
5666                 } while (sg != sd->groups);
5667         }
5668         if (best_idle > 0)
5669                 target = best_idle;
5670
5671 done:
5672         return target;
5673 }
5674
5675 static inline int find_best_target(struct task_struct *p, bool boosted, bool prefer_idle)
5676 {
5677         int iter_cpu;
5678         int target_cpu = -1;
5679         int target_util = 0;
5680         int backup_capacity = 0;
5681         int best_idle_cpu = -1;
5682         int best_idle_cstate = INT_MAX;
5683         int backup_cpu = -1;
5684         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5685
5686         task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5687         for (iter_cpu = 0; iter_cpu < NR_CPUS; iter_cpu++) {
5688                 int cur_capacity;
5689                 struct rq *rq;
5690                 int idle_idx;
5691
5692                 /*
5693                  * Iterate from higher cpus for boosted tasks.
5694                  */
5695                 int i = boosted ? NR_CPUS-iter_cpu-1 : iter_cpu;
5696
5697                 if (!cpu_online(i) || !cpumask_test_cpu(i, tsk_cpus_allowed(p)))
5698                         continue;
5699
5700                 /*
5701                  * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5702                  * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5703                  * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5704                  */
5705                 new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5706
5707                 /*
5708                  * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5709                  * The target CPU can be already at a capacity level higher
5710                  * than the one required to boost the task.
5711                  */
5712                 if (new_util > capacity_orig_of(i))
5713                         continue;
5714
5715 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5716                 if (walt_cpu_high_irqload(i))
5717                         continue;
5718 #endif
5719                 /*
5720                  * Unconditionally favoring tasks that prefer idle cpus to
5721                  * improve latency.
5722                  */
5723                 if (idle_cpu(i) && prefer_idle) {
5724                         if (best_idle_cpu < 0)
5725                                 best_idle_cpu = i;
5726                         continue;
5727                 }
5728
5729                 cur_capacity = capacity_curr_of(i);
5730                 rq = cpu_rq(i);
5731                 idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5732
5733                 if (new_util < cur_capacity) {
5734                         if (cpu_rq(i)->nr_running) {
5735                                 if (prefer_idle) {
5736                                         /* Find a target cpu with highest
5737                                          * utilization.
5738                                          */
5739                                         if (target_util == 0 ||
5740                                                 target_util < new_util) {
5741                                                 target_cpu = i;
5742                                                 target_util = new_util;
5743                                         }
5744                                 } else {
5745                                         /* Find a target cpu with lowest
5746                                          * utilization.
5747                                          */
5748                                         if (target_util == 0 ||
5749                                                 target_util > new_util) {
5750                                                 target_cpu = i;
5751                                                 target_util = new_util;
5752                                         }
5753                                 }
5754                         } else if (!prefer_idle) {
5755                                 if (best_idle_cpu < 0 ||
5756                                         (sysctl_sched_cstate_aware &&
5757                                                 best_idle_cstate > idle_idx)) {
5758                                         best_idle_cstate = idle_idx;
5759                                         best_idle_cpu = i;
5760                                 }
5761                         }
5762                 } else if (backup_capacity == 0 ||
5763                                 backup_capacity > cur_capacity) {
5764                         // Find a backup cpu with least capacity.
5765                         backup_capacity = cur_capacity;
5766                         backup_cpu = i;
5767                 }
5768         }
5769
5770         if (prefer_idle && best_idle_cpu >= 0)
5771                 target_cpu = best_idle_cpu;
5772         else if (target_cpu < 0)
5773                 target_cpu = best_idle_cpu >= 0 ? best_idle_cpu : backup_cpu;
5774
5775         return target_cpu;
5776 }
5777
5778 static int energy_aware_wake_cpu(struct task_struct *p, int target, int sync)
5779 {
5780         struct sched_domain *sd;
5781         struct sched_group *sg, *sg_target;
5782         int target_max_cap = INT_MAX;
5783         int target_cpu = task_cpu(p);
5784         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5785         int i;
5786
5787         if (sysctl_sched_sync_hint_enable && sync) {
5788                 int cpu = smp_processor_id();
5789                 cpumask_t search_cpus;
5790                 cpumask_and(&search_cpus, tsk_cpus_allowed(p), cpu_online_mask);
5791                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &search_cpus))
5792                         return cpu;
5793         }
5794
5795         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, task_cpu(p)));
5796
5797         if (!sd)
5798                 return target;
5799
5800         sg = sd->groups;
5801         sg_target = sg;
5802
5803         if (sysctl_sched_is_big_little) {
5804
5805                 /*
5806                  * Find group with sufficient capacity. We only get here if no cpu is
5807                  * overutilized. We may end up overutilizing a cpu by adding the task,
5808                  * but that should not be any worse than select_idle_sibling().
5809                  * load_balance() should sort it out later as we get above the tipping
5810                  * point.
5811                  */
5812                 do {
5813                         /* Assuming all cpus are the same in group */
5814                         int max_cap_cpu = group_first_cpu(sg);
5815
5816                         /*
5817                          * Assume smaller max capacity means more energy-efficient.
5818                          * Ideally we should query the energy model for the right
5819                          * answer but it easily ends up in an exhaustive search.
5820                          */
5821                         if (capacity_of(max_cap_cpu) < target_max_cap &&
5822                             task_fits_max(p, max_cap_cpu)) {
5823                                 sg_target = sg;
5824                                 target_max_cap = capacity_of(max_cap_cpu);
5825                         }
5826                 } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5827
5828                 task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5829                 /* Find cpu with sufficient capacity */
5830                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg_target)) {
5831                         /*
5832                          * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5833                          * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5834                          * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5835                          */
5836                         new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5837
5838                         /*
5839                          * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5840                          * The target CPU can be already at a capacity level higher
5841                          * than the one required to boost the task.
5842                          */
5843                         if (new_util > capacity_orig_of(i))
5844                                 continue;
5845
5846                         if (new_util < capacity_curr_of(i)) {
5847                                 target_cpu = i;
5848                                 if (cpu_rq(i)->nr_running)
5849                                         break;
5850                         }
5851
5852                         /* cpu has capacity at higher OPP, keep it as fallback */
5853                         if (target_cpu == task_cpu(p))
5854                                 target_cpu = i;
5855                 }
5856         } else {
5857                 /*
5858                  * Find a cpu with sufficient capacity
5859                  */
5860 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHEDTUNE
5861                 bool boosted = schedtune_task_boost(p) > 0;
5862                 bool prefer_idle = schedtune_prefer_idle(p) > 0;
5863 #else
5864                 bool boosted = 0;
5865                 bool prefer_idle = 0;
5866 #endif
5867                 int tmp_target = find_best_target(p, boosted, prefer_idle);
5868                 if (tmp_target >= 0) {
5869                         target_cpu = tmp_target;
5870                         if ((boosted || prefer_idle) && idle_cpu(target_cpu))
5871                                 return target_cpu;
5872                 }
5873         }
5874
5875         if (target_cpu != task_cpu(p)) {
5876                 struct energy_env eenv = {
5877                         .util_delta     = task_util(p),
5878                         .src_cpu        = task_cpu(p),
5879                         .dst_cpu        = target_cpu,
5880                         .task           = p,
5881                 };
5882
5883                 /* Not enough spare capacity on previous cpu */
5884                 if (cpu_overutilized(task_cpu(p)))
5885                         return target_cpu;
5886
5887                 if (energy_diff(&eenv) >= 0)
5888                         return task_cpu(p);
5889         }
5890
5891         return target_cpu;
5892 }
5893
5894 /*
5895  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
5896  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
5897  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
5898  *
5899  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
5900  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
5901  *
5902  * Returns the target cpu number.
5903  *
5904  * preempt must be disabled.
5905  */
5906 static int
5907 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
5908 {
5909         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
5910         int cpu = smp_processor_id();
5911         int new_cpu = prev_cpu;
5912         int want_affine = 0;
5913         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
5914
5915         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5916                 want_affine = (!wake_wide(p) && task_fits_max(p, cpu) &&
5917                               cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) ||
5918                               energy_aware();
5919
5920         rcu_read_lock();
5921         for_each_domain(cpu, tmp) {
5922                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5923                         break;
5924
5925                 /*
5926                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
5927                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
5928                  */
5929                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
5930                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
5931                         affine_sd = tmp;
5932                         break;
5933                 }
5934
5935                 if (tmp->flags & sd_flag)
5936                         sd = tmp;
5937                 else if (!want_affine)
5938                         break;
5939         }
5940
5941         if (affine_sd) {
5942                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
5943                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
5944                         new_cpu = cpu;
5945         }
5946
5947         if (!sd) {
5948                 if (energy_aware() && !cpu_rq(cpu)->rd->overutilized)
5949                         new_cpu = energy_aware_wake_cpu(p, prev_cpu, sync);
5950                 else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
5951                         new_cpu = select_idle_sibling(p, new_cpu);
5952
5953         } else while (sd) {
5954                 struct sched_group *group;
5955                 int weight;
5956
5957                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5958                         sd = sd->child;
5959                         continue;
5960                 }
5961
5962                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5963                 if (!group) {
5964                         sd = sd->child;
5965                         continue;
5966                 }
5967
5968                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
5969                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
5970                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
5971                         sd = sd->child;
5972                         continue;
5973                 }
5974
5975                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
5976                 cpu = new_cpu;
5977                 weight = sd->span_weight;
5978                 sd = NULL;
5979                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5980                         if (weight <= tmp->span_weight)
5981                                 break;
5982                         if (tmp->flags & sd_flag)
5983                                 sd = tmp;
5984                 }
5985                 /* while loop will break here if sd == NULL */
5986         }
5987         rcu_read_unlock();
5988
5989         return new_cpu;
5990 }
5991
5992 /*
5993  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
5994  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
5995  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
5996  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
5997  */
5998 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
5999 {
6000         /*
6001          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
6002          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
6003          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
6004          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
6005          * load sounds not bad.
6006          */
6007         remove_entity_load_avg(&p->se);
6008
6009         /* Tell new CPU we are migrated */
6010         p->se.avg.last_update_time = 0;
6011
6012         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6013         p->se.exec_start = 0;
6014 }
6015
6016 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6017 {
6018         remove_entity_load_avg(&p->se);
6019 }
6020 #else
6021 #define task_fits_max(p, cpu) true
6022 #endif /* CONFIG_SMP */
6023
6024 static unsigned long
6025 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6026 {
6027         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6028
6029         /*
6030          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6031          * to virtual-time in his units.
6032          *
6033          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6034          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6035          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6036          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6037          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6038          *
6039          * This is especially important for buddies when the leftmost
6040          * task is higher priority than the buddy.
6041          */
6042         return calc_delta_fair(gran, se);
6043 }
6044
6045 /*
6046  * Should 'se' preempt 'curr'.
6047  *
6048  *             |s1
6049  *        |s2
6050  *   |s3
6051  *         g
6052  *      |<--->|c
6053  *
6054  *  w(c, s1) = -1
6055  *  w(c, s2) =  0
6056  *  w(c, s3) =  1
6057  *
6058  */
6059 static int
6060 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6061 {
6062         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6063
6064         if (vdiff <= 0)
6065                 return -1;
6066
6067         gran = wakeup_gran(curr, se);
6068         if (vdiff > gran)
6069                 return 1;
6070
6071         return 0;
6072 }
6073
6074 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6075 {
6076         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6077                 return;
6078
6079         for_each_sched_entity(se)
6080                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6081 }
6082
6083 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6084 {
6085         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6086                 return;
6087
6088         for_each_sched_entity(se)
6089                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6090 }
6091
6092 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6093 {
6094         for_each_sched_entity(se)
6095                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6096 }
6097
6098 /*
6099  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6100  */
6101 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6102 {
6103         struct task_struct *curr = rq->curr;
6104         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6105         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6106         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6107         int next_buddy_marked = 0;
6108
6109         if (unlikely(se == pse))
6110                 return;
6111
6112         /*
6113          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6114          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6115          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6116          * next-buddy nomination below.
6117          */
6118         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6119                 return;
6120
6121         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6122                 set_next_buddy(pse);
6123                 next_buddy_marked = 1;
6124         }
6125
6126         /*
6127          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6128          * wake up path.
6129          *
6130          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6131          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6132          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6133          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6134          * below.
6135          */
6136         if (test_tsk_need_resched(curr))
6137                 return;
6138
6139         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6140         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
6141             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
6142                 goto preempt;
6143
6144         /*
6145          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6146          * is driven by the tick):
6147          */
6148         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6149                 return;
6150
6151         find_matching_se(&se, &pse);
6152         update_curr(cfs_rq_of(se));
6153         BUG_ON(!pse);
6154         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6155                 /*
6156                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6157                  * triggering this preemption.
6158                  */
6159                 if (!next_buddy_marked)
6160                         set_next_buddy(pse);
6161                 goto preempt;
6162         }
6163
6164         return;
6165
6166 preempt:
6167         resched_curr(rq);
6168         /*
6169          * Only set the backward buddy when the current task is still
6170          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6171          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6172          * point, either of which can * drop the rq lock.
6173          *
6174          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6175          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6176          */
6177         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6178                 return;
6179
6180         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6181                 set_last_buddy(se);
6182 }
6183
6184 static struct task_struct *
6185 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6186 {
6187         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6188         struct sched_entity *se;
6189         struct task_struct *p;
6190         int new_tasks;
6191
6192 again:
6193 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6194         if (!cfs_rq->nr_running)
6195                 goto idle;
6196
6197         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6198                 goto simple;
6199
6200         /*
6201          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6202          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6203          *
6204          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6205          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6206          */
6207
6208         do {
6209                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6210
6211                 /*
6212                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6213                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6214                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6215                  * forget we've ever seen it.
6216                  */
6217                 if (curr) {
6218                         if (curr->on_rq)
6219                                 update_curr(cfs_rq);
6220                         else
6221                                 curr = NULL;
6222
6223                         /*
6224                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6225                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6226                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
6227                          * be correct.
6228                          */
6229                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
6230                                 goto simple;
6231                 }
6232
6233                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6234                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6235         } while (cfs_rq);
6236
6237         p = task_of(se);
6238
6239         /*
6240          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6241          * is a different task than we started out with, try and touch the
6242          * least amount of cfs_rqs.
6243          */
6244         if (prev != p) {
6245                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6246
6247                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6248                         int se_depth = se->depth;
6249                         int pse_depth = pse->depth;
6250
6251                         if (se_depth <= pse_depth) {
6252                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6253                                 pse = parent_entity(pse);
6254                         }
6255                         if (se_depth >= pse_depth) {
6256                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6257                                 se = parent_entity(se);
6258                         }
6259                 }
6260
6261                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6262                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6263         }
6264
6265         if (hrtick_enabled(rq))
6266                 hrtick_start_fair(rq, p);
6267
6268         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6269
6270         return p;
6271 simple:
6272         cfs_rq = &rq->cfs;
6273 #endif
6274
6275         if (!cfs_rq->nr_running)
6276                 goto idle;
6277
6278         put_prev_task(rq, prev);
6279
6280         do {
6281                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6282                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6283                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6284         } while (cfs_rq);
6285
6286         p = task_of(se);
6287
6288         if (hrtick_enabled(rq))
6289                 hrtick_start_fair(rq, p);
6290
6291         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6292
6293         return p;
6294
6295 idle:
6296         rq->misfit_task = 0;
6297         /*
6298          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
6299          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
6300          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
6301          * re-start the picking loop.
6302          */
6303         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
6304         new_tasks = idle_balance(rq);
6305         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
6306         /*
6307          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6308          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6309          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6310          */
6311         if (new_tasks < 0)
6312                 return RETRY_TASK;
6313
6314         if (new_tasks > 0)
6315                 goto again;
6316
6317         return NULL;
6318 }
6319
6320 /*
6321  * Account for a descheduled task:
6322  */
6323 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6324 {
6325         struct sched_entity *se = &prev->se;
6326         struct cfs_rq *cfs_rq;
6327
6328         for_each_sched_entity(se) {
6329                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6330                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6331         }
6332 }
6333
6334 /*
6335  * sched_yield() is very simple
6336  *
6337  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6338  */
6339 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6340 {
6341         struct task_struct *curr = rq->curr;
6342         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6343         struct sched_entity *se = &curr->se;
6344
6345         /*
6346          * Are we the only task in the tree?
6347          */
6348         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6349                 return;
6350
6351         clear_buddies(cfs_rq, se);
6352
6353         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6354                 update_rq_clock(rq);
6355                 /*
6356                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6357                  */
6358                 update_curr(cfs_rq);
6359                 /*
6360                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6361                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6362                  * and double the fastpath cost.
6363                  */
6364                 rq_clock_skip_update(rq, true);
6365         }
6366
6367         set_skip_buddy(se);
6368 }
6369
6370 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6371 {
6372         struct sched_entity *se = &p->se;
6373
6374         /* throttled hierarchies are not runnable */
6375         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6376                 return false;
6377
6378         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6379         set_next_buddy(se);
6380
6381         yield_task_fair(rq);
6382
6383         return true;
6384 }
6385
6386 #ifdef CONFIG_SMP
6387 /**************************************************
6388  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6389  *
6390  * BASICS
6391  *
6392  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6393  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6394  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6395  *
6396  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6397  *
6398  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
6399  * W_i,0 is defined as:
6400  *
6401  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6402  *
6403  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
6404  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
6405  *
6406  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6407  * weight:
6408  *
6409  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6410  *
6411  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
6412  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6413  * can also include other factors [XXX].
6414  *
6415  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6416  * directly from (1):
6417  *
6418  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6419  *
6420  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6421  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6422  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6423  *
6424  * [XXX expand on:
6425  *     - infeasible weights;
6426  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6427  *
6428  *
6429  * SCHED DOMAINS
6430  *
6431  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6432  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
6433  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6434  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
6435  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6436  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
6437  * the groups.
6438  *
6439  * This yields:
6440  *
6441  *     log_2 n     1     n
6442  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6443  *     i = 0      2^i   2^i
6444  *                               `- size of each group
6445  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
6446  *         |         `- freq
6447  *         `- sum over all levels
6448  *
6449  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6450  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6451  *
6452  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6453  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
6454  *
6455  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6456  *
6457  *             log_2 n     
6458  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6459  *             k = 0
6460  *
6461  * And you'll find that:
6462  *
6463  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6464  *
6465  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
6466  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6467  * of:
6468  *
6469  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6470  *
6471  *
6472  * WORK CONSERVING
6473  *
6474  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6475  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
6476  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6477  *
6478  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6479  * time.
6480  *
6481  * [XXX more?]
6482  *
6483  *
6484  * CGROUPS
6485  *
6486  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6487  *
6488  *                                s_k,i
6489  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6490  *                                 S_k
6491  *
6492  * Where
6493  *
6494  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6495  *
6496  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
6497  *
6498  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6499  * property.
6500  *
6501  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6502  *      rewrite all of this once again.]
6503  */ 
6504
6505 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6506
6507 enum fbq_type { regular, remote, all };
6508
6509 enum group_type {
6510         group_other = 0,
6511         group_misfit_task,
6512         group_imbalanced,
6513         group_overloaded,
6514 };
6515
6516 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
6517 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
6518 #define LBF_DST_PINNED  0x04
6519 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
6520
6521 struct lb_env {
6522         struct sched_domain     *sd;
6523
6524         struct rq               *src_rq;
6525         int                     src_cpu;
6526
6527         int                     dst_cpu;
6528         struct rq               *dst_rq;
6529
6530         struct cpumask          *dst_grpmask;
6531         int                     new_dst_cpu;
6532         enum cpu_idle_type      idle;
6533         long                    imbalance;
6534         unsigned int            src_grp_nr_running;
6535         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
6536         struct cpumask          *cpus;
6537
6538         unsigned int            flags;
6539
6540         unsigned int            loop;
6541         unsigned int            loop_break;
6542         unsigned int            loop_max;
6543
6544         enum fbq_type           fbq_type;
6545         enum group_type         busiest_group_type;
6546         struct list_head        tasks;
6547 };
6548
6549 /*
6550  * Is this task likely cache-hot:
6551  */
6552 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6553 {
6554         s64 delta;
6555
6556         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6557
6558         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6559                 return 0;
6560
6561         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
6562                 return 0;
6563
6564         /*
6565          * Buddy candidates are cache hot:
6566          */
6567         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
6568                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
6569                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
6570                 return 1;
6571
6572         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
6573                 return 1;
6574         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
6575                 return 0;
6576
6577         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
6578
6579         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
6580 }
6581
6582 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6583 /*
6584  * Returns 1, if task migration degrades locality
6585  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
6586  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
6587  */
6588 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6589 {
6590         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
6591         unsigned long src_faults, dst_faults;
6592         int src_nid, dst_nid;
6593
6594         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
6595                 return -1;
6596
6597         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
6598                 return -1;
6599
6600         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
6601         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
6602
6603         if (src_nid == dst_nid)
6604                 return -1;
6605
6606         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
6607         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
6608                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
6609                         return 1;
6610                 else
6611                         return -1;
6612         }
6613
6614         /* Encourage migration to the preferred node. */
6615         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
6616                 return 0;
6617
6618         if (numa_group) {
6619                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
6620                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
6621         } else {
6622                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
6623                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
6624         }
6625
6626         return dst_faults < src_faults;
6627 }
6628
6629 #else
6630 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
6631                                              struct lb_env *env)
6632 {
6633         return -1;
6634 }
6635 #endif
6636
6637 /*
6638  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
6639  */
6640 static
6641 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6642 {
6643         int tsk_cache_hot;
6644
6645         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6646
6647         /*
6648          * We do not migrate tasks that are:
6649          * 1) throttled_lb_pair, or
6650          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
6651          * 3) running (obviously), or
6652          * 4) are cache-hot on their current CPU.
6653          */
6654         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
6655                 return 0;
6656
6657         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6658                 int cpu;
6659
6660                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
6661
6662                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
6663
6664                 /*
6665                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
6666                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
6667                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
6668                  *
6669                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
6670                  * one in current iteration.
6671                  */
6672                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
6673                         return 0;
6674
6675                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6676                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
6677                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6678                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
6679                                 env->new_dst_cpu = cpu;
6680                                 break;
6681                         }
6682                 }
6683
6684                 return 0;
6685         }
6686
6687         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
6688         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
6689
6690         if (task_running(env->src_rq, p)) {
6691                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
6692                 return 0;
6693         }
6694
6695         /*
6696          * Aggressive migration if:
6697          * 1) destination numa is preferred
6698          * 2) task is cache cold, or
6699          * 3) too many balance attempts have failed.
6700          */
6701         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
6702         if (tsk_cache_hot == -1)
6703                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
6704
6705         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
6706             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
6707                 if (tsk_cache_hot == 1) {
6708                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
6709                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
6710                 }
6711                 return 1;
6712         }
6713
6714         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
6715         return 0;
6716 }
6717
6718 /*
6719  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
6720  */
6721 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6722 {
6723         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6724
6725         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
6726         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6727         double_lock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6728         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
6729         double_unlock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6730 }
6731
6732 /*
6733  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
6734  * part of active balancing operations within "domain".
6735  *
6736  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
6737  */
6738 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
6739 {
6740         struct task_struct *p, *n;
6741
6742         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6743
6744         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
6745                 if (!can_migrate_task(p, env))
6746                         continue;
6747
6748                 detach_task(p, env);
6749
6750                 /*
6751                  * Right now, this is only the second place where
6752                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
6753                  * so we can safely collect stats here rather than
6754                  * inside detach_tasks().
6755                  */
6756                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
6757                 return p;
6758         }
6759         return NULL;
6760 }
6761
6762 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
6763
6764 /*
6765  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
6766  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
6767  *
6768  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
6769  */
6770 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
6771 {
6772         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
6773         struct task_struct *p;
6774         unsigned long load;
6775         int detached = 0;
6776
6777         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6778
6779         if (env->imbalance <= 0)
6780                 return 0;
6781
6782         while (!list_empty(tasks)) {
6783                 /*
6784                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
6785                  * which could at worst lead to a livelock crash.
6786                  */
6787                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
6788                         break;
6789
6790                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6791
6792                 env->loop++;
6793                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
6794                 if (env->loop > env->loop_max)
6795                         break;
6796
6797                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
6798                 if (env->loop > env->loop_break) {
6799                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
6800                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
6801                         break;
6802                 }
6803
6804                 if (!can_migrate_task(p, env))
6805                         goto next;
6806
6807                 load = task_h_load(p);
6808
6809                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
6810                         goto next;
6811
6812                 if ((load / 2) > env->imbalance)
6813                         goto next;
6814
6815                 detach_task(p, env);
6816                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
6817
6818                 detached++;
6819                 env->imbalance -= load;
6820
6821 #ifdef CONFIG_PREEMPT
6822                 /*
6823                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
6824                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
6825                  * the critical section.
6826                  */
6827                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6828                         break;
6829 #endif
6830
6831                 /*
6832                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
6833                  * weighted load.
6834                  */
6835                 if (env->imbalance <= 0)
6836                         break;
6837
6838                 continue;
6839 next:
6840                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
6841         }
6842
6843         /*
6844          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
6845          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
6846          * than inside detach_one_task().
6847          */
6848         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
6849
6850         return detached;
6851 }
6852
6853 /*
6854  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
6855  */
6856 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6857 {
6858         lockdep_assert_held(&rq->lock);
6859
6860         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
6861         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6862         activate_task(rq, p, 0);
6863         check_preempt_curr(rq, p, 0);
6864 }
6865
6866 /*
6867  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
6868  * its new rq.
6869  */
6870 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6871 {
6872         raw_spin_lock(&rq->lock);
6873         attach_task(rq, p);
6874         /*
6875          * We want to potentially raise target_cpu's OPP.
6876          */
6877         update_capacity_of(cpu_of(rq));
6878         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6879 }
6880
6881 /*
6882  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
6883  * new rq.
6884  */
6885 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
6886 {
6887         struct list_head *tasks = &env->tasks;
6888         struct task_struct *p;
6889
6890         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
6891
6892         while (!list_empty(tasks)) {
6893                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6894                 list_del_init(&p->se.group_node);
6895
6896                 attach_task(env->dst_rq, p);
6897         }
6898
6899         /*
6900          * We want to potentially raise env.dst_cpu's OPP.
6901          */
6902         update_capacity_of(env->dst_cpu);
6903
6904         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
6905 }
6906
6907 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6908 static void update_blocked_averages(int cpu)
6909 {
6910         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6911         struct cfs_rq *cfs_rq;
6912         unsigned long flags;
6913
6914         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6915         update_rq_clock(rq);
6916
6917         /*
6918          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
6919          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
6920          */
6921         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
6922                 /* throttled entities do not contribute to load */
6923                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
6924                         continue;
6925
6926                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
6927                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
6928         }
6929         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6930 }
6931
6932 /*
6933  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
6934  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
6935  * group is a fraction of its parents load.
6936  */
6937 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
6938 {
6939         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
6940         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
6941         unsigned long now = jiffies;
6942         unsigned long load;
6943
6944         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6945                 return;
6946
6947         cfs_rq->h_load_next = NULL;
6948         for_each_sched_entity(se) {
6949                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6950                 cfs_rq->h_load_next = se;
6951                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6952                         break;
6953         }
6954
6955         if (!se) {
6956                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
6957                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6958         }
6959
6960         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
6961                 load = cfs_rq->h_load;
6962                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
6963                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6964                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6965                 cfs_rq->h_load = load;
6966                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6967         }
6968 }
6969
6970 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6971 {
6972         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
6973
6974         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
6975         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
6976                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6977 }
6978 #else
6979 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
6980 {
6981         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6982         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6983         unsigned long flags;
6984
6985         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6986         update_rq_clock(rq);
6987         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq);
6988         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6989 }
6990
6991 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6992 {
6993         return p->se.avg.load_avg;
6994 }
6995 #endif
6996
6997 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
6998
6999 /*
7000  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7001  */
7002 struct sg_lb_stats {
7003         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7004         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7005         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
7006         unsigned long load_per_task;
7007         unsigned long group_capacity;
7008         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7009         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7010         unsigned int idle_cpus;
7011         unsigned int group_weight;
7012         enum group_type group_type;
7013         int group_no_capacity;
7014         int group_misfit_task; /* A cpu has a task too big for its capacity */
7015 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7016         unsigned int nr_numa_running;
7017         unsigned int nr_preferred_running;
7018 #endif
7019 };
7020
7021 /*
7022  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7023  *               during load balancing.
7024  */
7025 struct sd_lb_stats {
7026         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7027         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7028         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7029         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7030         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7031
7032         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7033         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7034 };
7035
7036 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7037 {
7038         /*
7039          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7040          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7041          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7042          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7043          */
7044         *sds = (struct sd_lb_stats){
7045                 .busiest = NULL,
7046                 .local = NULL,
7047                 .total_load = 0UL,
7048                 .total_capacity = 0UL,
7049                 .busiest_stat = {
7050                         .avg_load = 0UL,
7051                         .sum_nr_running = 0,
7052                         .group_type = group_other,
7053                 },
7054         };
7055 }
7056
7057 /**
7058  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7059  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7060  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7061  *
7062  * Return: The load index.
7063  */
7064 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7065                                         enum cpu_idle_type idle)
7066 {
7067         int load_idx;
7068
7069         switch (idle) {
7070         case CPU_NOT_IDLE:
7071                 load_idx = sd->busy_idx;
7072                 break;
7073
7074         case CPU_NEWLY_IDLE:
7075                 load_idx = sd->newidle_idx;
7076                 break;
7077         default:
7078                 load_idx = sd->idle_idx;
7079                 break;
7080         }
7081
7082         return load_idx;
7083 }
7084
7085 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
7086 {
7087         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7088         u64 total, used, age_stamp, avg;
7089         s64 delta;
7090
7091         /*
7092          * Since we're reading these variables without serialization make sure
7093          * we read them once before doing sanity checks on them.
7094          */
7095         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
7096         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
7097         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
7098
7099         if (unlikely(delta < 0))
7100                 delta = 0;
7101
7102         total = sched_avg_period() + delta;
7103
7104         used = div_u64(avg, total);
7105
7106         /*
7107          * deadline bandwidth is defined at system level so we must
7108          * weight this bandwidth with the max capacity of the system.
7109          * As a reminder, avg_bw is 20bits width and
7110          * scale_cpu_capacity is 10 bits width
7111          */
7112         used += div_u64(rq->dl.avg_bw, arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu));
7113
7114         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
7115                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
7116
7117         return 1;
7118 }
7119
7120 void init_max_cpu_capacity(struct max_cpu_capacity *mcc)
7121 {
7122         raw_spin_lock_init(&mcc->lock);
7123         mcc->val = 0;
7124         mcc->cpu = -1;
7125 }
7126
7127 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7128 {
7129         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7130         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7131         struct max_cpu_capacity *mcc;
7132         unsigned long max_capacity;
7133         int max_cap_cpu;
7134         unsigned long flags;
7135
7136         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
7137
7138         mcc = &cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
7139
7140         raw_spin_lock_irqsave(&mcc->lock, flags);
7141         max_capacity = mcc->val;
7142         max_cap_cpu = mcc->cpu;
7143
7144         if ((max_capacity > capacity && max_cap_cpu == cpu) ||
7145             (max_capacity < capacity)) {
7146                 mcc->val = capacity;
7147                 mcc->cpu = cpu;
7148 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7149                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7150                 printk_deferred(KERN_INFO "CPU%d: update max cpu_capacity %lu\n",
7151                                 cpu, capacity);
7152                 goto skip_unlock;
7153 #endif
7154         }
7155         raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7156
7157 skip_unlock: __attribute__ ((unused));
7158         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
7159         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7160
7161         if (!capacity)
7162                 capacity = 1;
7163
7164         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7165         sdg->sgc->capacity = capacity;
7166         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7167 }
7168
7169 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7170 {
7171         struct sched_domain *child = sd->child;
7172         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7173         unsigned long capacity, max_capacity;
7174         unsigned long interval;
7175
7176         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7177         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7178         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7179
7180         if (!child) {
7181                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7182                 return;
7183         }
7184
7185         capacity = 0;
7186         max_capacity = 0;
7187
7188         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7189                 /*
7190                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7191                  * span the current group.
7192                  */
7193
7194                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
7195                         struct sched_group_capacity *sgc;
7196                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7197
7198                         /*
7199                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7200                          * gets here before we've attached the domains to the
7201                          * runqueues.
7202                          *
7203                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7204                          * in update_cpu_capacity().
7205                          *
7206                          * This avoids capacity from being 0 and
7207                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7208                          */
7209                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7210                                 capacity += capacity_of(cpu);
7211                         } else {
7212                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7213                                 capacity += sgc->capacity;
7214                         }
7215
7216                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7217                 }
7218         } else  {
7219                 /*
7220                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7221                  * span the current group.
7222                  */ 
7223
7224                 group = child->groups;
7225                 do {
7226                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7227
7228                         capacity += sgc->capacity;
7229                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7230                         group = group->next;
7231                 } while (group != child->groups);
7232         }
7233
7234         sdg->sgc->capacity = capacity;
7235         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7236 }
7237
7238 /*
7239  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7240  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7241  * Return true is the capacity is reduced
7242  */
7243 static inline int
7244 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7245 {
7246         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7247                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7248 }
7249
7250 /*
7251  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7252  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
7253  *
7254  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
7255  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
7256  * Something like:
7257  *
7258  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7259  *              *     * * *
7260  *
7261  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7262  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7263  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
7264  *
7265  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7266  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7267  * moving tasks due to affinity constraints.
7268  *
7269  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7270  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7271  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7272  * to create an effective group imbalance.
7273  *
7274  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7275  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7276  * subtle and fragile situation.
7277  */
7278
7279 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7280 {
7281         return group->sgc->imbalance;
7282 }
7283
7284 /*
7285  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7286  * be used by some tasks.
7287  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7288  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7289  * available capacity for CFS tasks.
7290  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7291  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7292  * capacity in meaningful for the load balancer.
7293  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7294  * any benefit for the load balance.
7295  */
7296 static inline bool
7297 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7298 {
7299         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7300                 return true;
7301
7302         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7303                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7304                 return true;
7305
7306         return false;
7307 }
7308
7309 /*
7310  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7311  *  handle.
7312  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7313  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7314  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7315  *  false.
7316  */
7317 static inline bool
7318 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7319 {
7320         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7321                 return false;
7322
7323         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7324                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7325                 return true;
7326
7327         return false;
7328 }
7329
7330
7331 /*
7332  * group_smaller_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7333  * per-cpu capacity than sched_group ref.
7334  */
7335 static inline bool
7336 group_smaller_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7337 {
7338         return sg->sgc->max_capacity + capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE <
7339                                                         ref->sgc->max_capacity;
7340 }
7341
7342 static inline enum
7343 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7344                           struct sg_lb_stats *sgs)
7345 {
7346         if (sgs->group_no_capacity)
7347                 return group_overloaded;
7348
7349         if (sg_imbalanced(group))
7350                 return group_imbalanced;
7351
7352         if (sgs->group_misfit_task)
7353                 return group_misfit_task;
7354
7355         return group_other;
7356 }
7357
7358 /**
7359  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7360  * @env: The load balancing environment.
7361  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7362  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
7363  * @local_group: Does group contain this_cpu.
7364  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7365  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
7366  * @overutilized: Indicate overutilization for any CPU.
7367  */
7368 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7369                         struct sched_group *group, int load_idx,
7370                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
7371                         bool *overload, bool *overutilized)
7372 {
7373         unsigned long load;
7374         int i, nr_running;
7375
7376         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7377
7378         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7379                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7380
7381                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
7382                 if (local_group)
7383                         load = target_load(i, load_idx);
7384                 else
7385                         load = source_load(i, load_idx);
7386
7387                 sgs->group_load += load;
7388                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7389                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7390
7391                 nr_running = rq->nr_running;
7392                 if (nr_running > 1)
7393                         *overload = true;
7394
7395 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7396                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7397                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7398 #endif
7399                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
7400                 /*
7401                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
7402                  */
7403                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
7404                         sgs->idle_cpus++;
7405
7406                 if (cpu_overutilized(i)) {
7407                         *overutilized = true;
7408                         if (!sgs->group_misfit_task && rq->misfit_task)
7409                                 sgs->group_misfit_task = capacity_of(i);
7410                 }
7411         }
7412
7413         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
7414         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7415         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
7416
7417         if (sgs->sum_nr_running)
7418                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
7419
7420         sgs->group_weight = group->group_weight;
7421
7422         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
7423         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
7424 }
7425
7426 /**
7427  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7428  * @env: The load balancing environment.
7429  * @sds: sched_domain statistics
7430  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7431  * @sgs: sched_group statistics
7432  *
7433  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7434  * busiest group.
7435  *
7436  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7437  * busiest group. %false otherwise.
7438  */
7439 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7440                                    struct sd_lb_stats *sds,
7441                                    struct sched_group *sg,
7442                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7443 {
7444         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7445
7446         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
7447                 return true;
7448
7449         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
7450                 return false;
7451
7452         /*
7453          * Candidate sg doesn't face any serious load-balance problems
7454          * so don't pick it if the local sg is already filled up.
7455          */
7456         if (sgs->group_type == group_other &&
7457             !group_has_capacity(env, &sds->local_stat))
7458                 return false;
7459
7460         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
7461                 return false;
7462
7463         /*
7464          * Candiate sg has no more than one task per cpu and has higher
7465          * per-cpu capacity. No reason to pull tasks to less capable cpus.
7466          */
7467         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
7468             group_smaller_cpu_capacity(sds->local, sg))
7469                 return false;
7470
7471         /* This is the busiest node in its class. */
7472         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7473                 return true;
7474
7475         /*
7476          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
7477          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
7478          * higher than ourself as busy.
7479          */
7480         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
7481                 if (!sds->busiest)
7482                         return true;
7483
7484                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
7485                         return true;
7486         }
7487
7488         return false;
7489 }
7490
7491 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7492 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7493 {
7494         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
7495                 return regular;
7496         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
7497                 return remote;
7498         return all;
7499 }
7500
7501 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7502 {
7503         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
7504                 return regular;
7505         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
7506                 return remote;
7507         return all;
7508 }
7509 #else
7510 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7511 {
7512         return all;
7513 }
7514
7515 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7516 {
7517         return regular;
7518 }
7519 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7520
7521 /**
7522  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
7523  * @env: The load balancing environment.
7524  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
7525  */
7526 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7527 {
7528         struct sched_domain *child = env->sd->child;
7529         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7530         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
7531         int load_idx, prefer_sibling = 0;
7532         bool overload = false, overutilized = false;
7533
7534         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
7535                 prefer_sibling = 1;
7536
7537         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
7538
7539         do {
7540                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
7541                 int local_group;
7542
7543                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
7544                 if (local_group) {
7545                         sds->local = sg;
7546                         sgs = &sds->local_stat;
7547
7548                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
7549                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
7550                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
7551                 }
7552
7553                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
7554                                                 &overload, &overutilized);
7555
7556                 if (local_group)
7557                         goto next_group;
7558
7559                 /*
7560                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
7561                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
7562                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
7563                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
7564                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
7565                  * you always pull from the heaviest group when it is already
7566                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
7567                  * the tasks on the system).
7568                  */
7569                 if (prefer_sibling && sds->local &&
7570                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
7571                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
7572                         sgs->group_no_capacity = 1;
7573                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
7574                 }
7575
7576                 /*
7577                  * Ignore task groups with misfit tasks if local group has no
7578                  * capacity or if per-cpu capacity isn't higher.
7579                  */
7580                 if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
7581                     (!group_has_capacity(env, &sds->local_stat) ||
7582                      !group_smaller_cpu_capacity(sg, sds->local)))
7583                         sgs->group_type = group_other;
7584
7585                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
7586                         sds->busiest = sg;
7587                         sds->busiest_stat = *sgs;
7588                 }
7589
7590 next_group:
7591                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
7592                 sds->total_load += sgs->group_load;
7593                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
7594
7595                 sg = sg->next;
7596         } while (sg != env->sd->groups);
7597
7598         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
7599                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
7600
7601         env->src_grp_nr_running = sds->busiest_stat.sum_nr_running;
7602
7603         if (!env->sd->parent) {
7604                 /* update overload indicator if we are at root domain */
7605                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
7606                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
7607
7608                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
7609                 if (env->dst_rq->rd->overutilized != overutilized) {
7610                         env->dst_rq->rd->overutilized = overutilized;
7611                         trace_sched_overutilized(overutilized);
7612                 }
7613         } else {
7614                 if (!env->dst_rq->rd->overutilized && overutilized) {
7615                         env->dst_rq->rd->overutilized = true;
7616                         trace_sched_overutilized(true);
7617                 }
7618         }
7619
7620 }
7621
7622 /**
7623  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
7624  *                      sched doman.
7625  *
7626  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
7627  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
7628  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
7629  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
7630  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
7631  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
7632  *
7633  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
7634  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
7635  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
7636  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
7637  * number.
7638  *
7639  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
7640  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
7641  *
7642  * @env: The load balancing environment.
7643  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
7644  */
7645 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7646 {
7647         int busiest_cpu;
7648
7649         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7650                 return 0;
7651
7652         if (!sds->busiest)
7653                 return 0;
7654
7655         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
7656         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
7657                 return 0;
7658
7659         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
7660                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
7661                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
7662
7663         return 1;
7664 }
7665
7666 /**
7667  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
7668  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
7669  *                      load balancing.
7670  * @env: The load balancing environment.
7671  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7672  */
7673 static inline
7674 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7675 {
7676         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
7677         unsigned int imbn = 2;
7678         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
7679         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7680
7681         local = &sds->local_stat;
7682         busiest = &sds->busiest_stat;
7683
7684         if (!local->sum_nr_running)
7685                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
7686         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
7687                 imbn = 1;
7688
7689         scaled_busy_load_per_task =
7690                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7691                 busiest->group_capacity;
7692
7693         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
7694             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
7695                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7696                 return;
7697         }
7698
7699         /*
7700          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
7701          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
7702          * moving them.
7703          */
7704
7705         capa_now += busiest->group_capacity *
7706                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
7707         capa_now += local->group_capacity *
7708                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
7709         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7710
7711         /* Amount of load we'd subtract */
7712         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
7713                 capa_move += busiest->group_capacity *
7714                             min(busiest->load_per_task,
7715                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
7716         }
7717
7718         /* Amount of load we'd add */
7719         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
7720             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7721                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
7722                       local->group_capacity;
7723         } else {
7724                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7725                       local->group_capacity;
7726         }
7727         capa_move += local->group_capacity *
7728                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
7729         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7730
7731         /* Move if we gain throughput */
7732         if (capa_move > capa_now)
7733                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7734 }
7735
7736 /**
7737  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
7738  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
7739  * @env: load balance environment
7740  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7741  */
7742 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7743 {
7744         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
7745         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7746
7747         local = &sds->local_stat;
7748         busiest = &sds->busiest_stat;
7749
7750         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
7751                 /*
7752                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
7753                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
7754                  */
7755                 busiest->load_per_task =
7756                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
7757         }
7758
7759         /*
7760          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
7761          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
7762          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
7763          */
7764         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
7765             local->avg_load >= sds->avg_load) {
7766                 /* Misfitting tasks should be migrated in any case */
7767                 if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7768                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task;
7769                         return;
7770                 }
7771
7772                 /*
7773                  * Busiest group is overloaded, local is not, use the spare
7774                  * cycles to maximize throughput
7775                  */
7776                 if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7777                     local->group_type <= group_misfit_task) {
7778                         env->imbalance = busiest->load_per_task;
7779                         return;
7780                 }
7781
7782                 env->imbalance = 0;
7783                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7784         }
7785
7786         /*
7787          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
7788          */
7789         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7790             local->group_type   == group_overloaded) {
7791                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
7792                                         SCHED_LOAD_SCALE;
7793                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
7794                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
7795                 else
7796                         load_above_capacity = ~0UL;
7797         }
7798
7799         /*
7800          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
7801          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
7802          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
7803          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
7804          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
7805          * for the minimum possible imbalance.
7806          */
7807         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
7808
7809         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
7810         env->imbalance = min(
7811                 max_pull * busiest->group_capacity,
7812                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
7813         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
7814
7815         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
7816         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
7817                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
7818                                      busiest->group_misfit_task);
7819
7820         /*
7821          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
7822          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
7823          * a think about bumping its value to force at least one task to be
7824          * moved
7825          */
7826         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
7827                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7828 }
7829
7830 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
7831
7832 /**
7833  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
7834  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
7835  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
7836  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
7837  * such a group exists.
7838  *
7839  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
7840  * to restore balance.
7841  *
7842  * @env: The load balancing environment.
7843  *
7844  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
7845  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
7846  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
7847  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
7848  */
7849 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
7850 {
7851         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7852         struct sd_lb_stats sds;
7853
7854         init_sd_lb_stats(&sds);
7855
7856         /*
7857          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
7858          * this level.
7859          */
7860         update_sd_lb_stats(env, &sds);
7861
7862         if (energy_aware() && !env->dst_rq->rd->overutilized)
7863                 goto out_balanced;
7864
7865         local = &sds.local_stat;
7866         busiest = &sds.busiest_stat;
7867
7868         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
7869         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
7870             check_asym_packing(env, &sds))
7871                 return sds.busiest;
7872
7873         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
7874         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
7875                 goto out_balanced;
7876
7877         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
7878                                                 / sds.total_capacity;
7879
7880         /*
7881          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
7882          * work because they assume all things are equal, which typically
7883          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
7884          */
7885         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
7886                 goto force_balance;
7887
7888         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
7889         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
7890             busiest->group_no_capacity)
7891                 goto force_balance;
7892
7893         /* Misfitting tasks should be dealt with regardless of the avg load */
7894         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7895                 goto force_balance;
7896         }
7897
7898         /*
7899          * If the local group is busier than the selected busiest group
7900          * don't try and pull any tasks.
7901          */
7902         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
7903                 goto out_balanced;
7904
7905         /*
7906          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
7907          * average load.
7908          */
7909         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
7910                 goto out_balanced;
7911
7912         if (env->idle == CPU_IDLE) {
7913                 /*
7914                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
7915                  * and there is no imbalance between this and busiest group
7916                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
7917                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
7918                  * might end up to just move the imbalance on another group
7919                  */
7920                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
7921                     (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)) &&
7922                     !group_smaller_cpu_capacity(sds.busiest, sds.local))
7923                         goto out_balanced;
7924         } else {
7925                 /*
7926                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
7927                  * imbalance_pct to be conservative.
7928                  */
7929                 if (100 * busiest->avg_load <=
7930                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
7931                         goto out_balanced;
7932         }
7933
7934 force_balance:
7935         env->busiest_group_type = busiest->group_type;
7936         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
7937         calculate_imbalance(env, &sds);
7938         return sds.busiest;
7939
7940 out_balanced:
7941         env->imbalance = 0;
7942         return NULL;
7943 }
7944
7945 /*
7946  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
7947  */
7948 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
7949                                      struct sched_group *group)
7950 {
7951         struct rq *busiest = NULL, *rq;
7952         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
7953         int i;
7954
7955         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7956                 unsigned long capacity, wl;
7957                 enum fbq_type rt;
7958
7959                 rq = cpu_rq(i);
7960                 rt = fbq_classify_rq(rq);
7961
7962                 /*
7963                  * We classify groups/runqueues into three groups:
7964                  *  - regular: there are !numa tasks
7965                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
7966                  *  - all:     there is no distinction
7967                  *
7968                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
7969                  * ignore those when there's better options.
7970                  *
7971                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
7972                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
7973                  * queue by moving tasks around inside the node.
7974                  *
7975                  * If we cannot move enough load due to this classification
7976                  * the next pass will adjust the group classification and
7977                  * allow migration of more tasks.
7978                  *
7979                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
7980                  */
7981                 if (rt > env->fbq_type)
7982                         continue;
7983
7984                 capacity = capacity_of(i);
7985
7986                 wl = weighted_cpuload(i);
7987
7988                 /*
7989                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
7990                  * which is not scaled with the cpu capacity.
7991                  */
7992
7993                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
7994                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd) &&
7995                     env->busiest_group_type != group_misfit_task)
7996                         continue;
7997
7998                 /*
7999                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
8000                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
8001                  * that the load can be moved away from the cpu that is
8002                  * potentially running at a lower capacity.
8003                  *
8004                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
8005                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
8006                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
8007                  * our previous maximum.
8008                  */
8009                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8010                         busiest_load = wl;
8011                         busiest_capacity = capacity;
8012                         busiest = rq;
8013                 }
8014         }
8015
8016         return busiest;
8017 }
8018
8019 /*
8020  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8021  * so long as it is large enough.
8022  */
8023 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8024
8025 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
8026 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
8027
8028 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8029 {
8030         struct sched_domain *sd = env->sd;
8031
8032         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
8033
8034                 /*
8035                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8036                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
8037                  * lowest numbered CPUs.
8038                  */
8039                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
8040                         return 1;
8041         }
8042
8043         /*
8044          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8045          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8046          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8047          * available on dst_cpu.
8048          */
8049         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8050             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8051                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8052                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8053                         return 1;
8054         }
8055
8056         if ((capacity_of(env->src_cpu) < capacity_of(env->dst_cpu)) &&
8057                                 env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1 &&
8058                                 cpu_overutilized(env->src_cpu) &&
8059                                 !cpu_overutilized(env->dst_cpu)) {
8060                         return 1;
8061         }
8062
8063         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8064 }
8065
8066 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8067
8068 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8069 {
8070         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8071         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
8072         int cpu, balance_cpu = -1;
8073
8074         /*
8075          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
8076          * to do the newly idle load balance.
8077          */
8078         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8079                 return 1;
8080
8081         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
8082         sg_mask = sched_group_mask(sg);
8083         /* Try to find first idle cpu */
8084         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
8085                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
8086                         continue;
8087
8088                 balance_cpu = cpu;
8089                 break;
8090         }
8091
8092         if (balance_cpu == -1)
8093                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8094
8095         /*
8096          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
8097          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8098          */
8099         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8100 }
8101
8102 /*
8103  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8104  * tasks if there is an imbalance.
8105  */
8106 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8107                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8108                         int *continue_balancing)
8109 {
8110         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8111         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8112         struct sched_group *group;
8113         struct rq *busiest;
8114         unsigned long flags;
8115         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8116
8117         struct lb_env env = {
8118                 .sd             = sd,
8119                 .dst_cpu        = this_cpu,
8120                 .dst_rq         = this_rq,
8121                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
8122                 .idle           = idle,
8123                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8124                 .cpus           = cpus,
8125                 .fbq_type       = all,
8126                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8127         };
8128
8129         /*
8130          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
8131          * other cpus in our group
8132          */
8133         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8134                 env.dst_grpmask = NULL;
8135
8136         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
8137
8138         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
8139
8140 redo:
8141         if (!should_we_balance(&env)) {
8142                 *continue_balancing = 0;
8143                 goto out_balanced;
8144         }
8145
8146         group = find_busiest_group(&env);
8147         if (!group) {
8148                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
8149                 goto out_balanced;
8150         }
8151
8152         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8153         if (!busiest) {
8154                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
8155                 goto out_balanced;
8156         }
8157
8158         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8159
8160         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8161
8162         env.src_cpu = busiest->cpu;
8163         env.src_rq = busiest;
8164
8165         ld_moved = 0;
8166         if (busiest->nr_running > 1) {
8167                 /*
8168                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8169                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8170                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8171                  * correctly treated as an imbalance.
8172                  */
8173                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8174                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8175
8176 more_balance:
8177                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8178
8179                 /*
8180                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8181                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8182                  */
8183                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8184                 /*
8185                  * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8186                  */
8187                 if (cur_ld_moved)
8188                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8189
8190                 /*
8191                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8192                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8193                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8194                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8195                  * See task_rq_lock() family for the details.
8196                  */
8197
8198                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
8199
8200                 if (cur_ld_moved) {
8201                         attach_tasks(&env);
8202                         ld_moved += cur_ld_moved;
8203                 }
8204
8205                 local_irq_restore(flags);
8206
8207                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8208                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8209                         goto more_balance;
8210                 }
8211
8212                 /*
8213                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8214                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8215                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8216                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
8217                  * sched_group.
8218                  *
8219                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8220                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8221                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8222                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8223                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8224                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8225                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8226                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8227                  * This however should not happen so much in practice and
8228                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8229                  * excess load moved.
8230                  */
8231                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8232
8233                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
8234                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8235
8236                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8237                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8238                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8239                         env.loop         = 0;
8240                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8241
8242                         /*
8243                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8244                          * need to continue with same src_cpu.
8245                          */
8246                         goto more_balance;
8247                 }
8248
8249                 /*
8250                  * We failed to reach balance because of affinity.
8251                  */
8252                 if (sd_parent) {
8253                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8254
8255                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8256                                 *group_imbalance = 1;
8257                 }
8258
8259                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8260                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8261                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8262                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
8263                                 env.loop = 0;
8264                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8265                                 goto redo;
8266                         }
8267                         goto out_all_pinned;
8268                 }
8269         }
8270
8271         if (!ld_moved) {
8272                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
8273                 /*
8274                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8275                  * We do not want newidle balance, which can be very
8276                  * frequent, pollute the failure counter causing
8277                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8278                  */
8279                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8280                         if (env.src_grp_nr_running > 1)
8281                                 sd->nr_balance_failed++;
8282
8283                 if (need_active_balance(&env)) {
8284                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8285
8286                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8287                          * if the curr task on busiest cpu can't be
8288                          * moved to this_cpu
8289                          */
8290                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
8291                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
8292                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8293                                                             flags);
8294                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8295                                 goto out_one_pinned;
8296                         }
8297
8298                         /*
8299                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8300                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8301                          * only after active load balance is finished.
8302                          */
8303                         if (!busiest->active_balance) {
8304                                 busiest->active_balance = 1;
8305                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8306                                 active_balance = 1;
8307                         }
8308                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8309
8310                         if (active_balance) {
8311                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8312                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8313                                         &busiest->active_balance_work);
8314                         }
8315
8316                         /*
8317                          * We've kicked active balancing, reset the failure
8318                          * counter.
8319                          */
8320                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8321                 }
8322         } else
8323                 sd->nr_balance_failed = 0;
8324
8325         if (likely(!active_balance)) {
8326                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8327                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8328         } else {
8329                 /*
8330                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
8331                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
8332                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
8333                  * detach_tasks).
8334                  */
8335                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
8336                         sd->balance_interval *= 2;
8337         }
8338
8339         goto out;
8340
8341 out_balanced:
8342         /*
8343          * We reach balance although we may have faced some affinity
8344          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
8345          */
8346         if (sd_parent) {
8347                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8348
8349                 if (*group_imbalance)
8350                         *group_imbalance = 0;
8351         }
8352
8353 out_all_pinned:
8354         /*
8355          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
8356          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
8357          * can try to migrate them.
8358          */
8359         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
8360
8361         sd->nr_balance_failed = 0;
8362
8363 out_one_pinned:
8364         /* tune up the balancing interval */
8365         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
8366                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
8367                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
8368                 sd->balance_interval *= 2;
8369
8370         ld_moved = 0;
8371 out:
8372         return ld_moved;
8373 }
8374
8375 static inline unsigned long
8376 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
8377 {
8378         unsigned long interval = sd->balance_interval;
8379
8380         if (cpu_busy)
8381                 interval *= sd->busy_factor;
8382
8383         /* scale ms to jiffies */
8384         interval = msecs_to_jiffies(interval);
8385         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8386
8387         return interval;
8388 }
8389
8390 static inline void
8391 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
8392 {
8393         unsigned long interval, next;
8394
8395         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
8396         next = sd->last_balance + interval;
8397
8398         if (time_after(*next_balance, next))
8399                 *next_balance = next;
8400 }
8401
8402 /*
8403  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
8404  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
8405  */
8406 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
8407 {
8408         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
8409         int this_cpu = this_rq->cpu;
8410         struct sched_domain *sd;
8411         int pulled_task = 0;
8412         u64 curr_cost = 0;
8413         long removed_util=0;
8414
8415         idle_enter_fair(this_rq);
8416
8417         /*
8418          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
8419          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
8420          */
8421         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
8422
8423         if (!energy_aware() &&
8424             (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
8425              !this_rq->rd->overload)) {
8426                 rcu_read_lock();
8427                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
8428                 if (sd)
8429                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8430                 rcu_read_unlock();
8431
8432                 goto out;
8433         }
8434
8435         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
8436
8437         /*
8438          * If removed_util_avg is !0 we most probably migrated some task away
8439          * from this_cpu. In this case we might be willing to trigger an OPP
8440          * update, but we want to do so if we don't find anybody else to pull
8441          * here (we will trigger an OPP update with the pulled task's enqueue
8442          * anyway).
8443          *
8444          * Record removed_util before calling update_blocked_averages, and use
8445          * it below (before returning) to see if an OPP update is required.
8446          */
8447         removed_util = atomic_long_read(&(this_rq->cfs).removed_util_avg);
8448         update_blocked_averages(this_cpu);
8449         rcu_read_lock();
8450         for_each_domain(this_cpu, sd) {
8451                 int continue_balancing = 1;
8452                 u64 t0, domain_cost;
8453
8454                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8455                         continue;
8456
8457                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
8458                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8459                         break;
8460                 }
8461
8462                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
8463                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
8464
8465                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
8466                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
8467                                                    &continue_balancing);
8468
8469                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
8470                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
8471                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
8472
8473                         curr_cost += domain_cost;
8474                 }
8475
8476                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8477
8478                 /*
8479                  * Stop searching for tasks to pull if there are
8480                  * now runnable tasks on this rq.
8481                  */
8482                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
8483                         break;
8484         }
8485         rcu_read_unlock();
8486
8487         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
8488
8489         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
8490                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
8491
8492         /*
8493          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
8494          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
8495          * pretend we pulled a task.
8496          */
8497         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
8498                 pulled_task = 1;
8499
8500 out:
8501         /* Move the next balance forward */
8502         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
8503                 this_rq->next_balance = next_balance;
8504
8505         /* Is there a task of a high priority class? */
8506         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
8507                 pulled_task = -1;
8508
8509         if (pulled_task) {
8510                 idle_exit_fair(this_rq);
8511                 this_rq->idle_stamp = 0;
8512         } else if (removed_util) {
8513                 /*
8514                  * No task pulled and someone has been migrated away.
8515                  * Good case to trigger an OPP update.
8516                  */
8517                 update_capacity_of(this_cpu);
8518         }
8519
8520         return pulled_task;
8521 }
8522
8523 /*
8524  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
8525  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
8526  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
8527  * avoids physical / logical imbalances.
8528  */
8529 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
8530 {
8531         struct rq *busiest_rq = data;
8532         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
8533         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
8534         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
8535         struct sched_domain *sd;
8536         struct task_struct *p = NULL;
8537
8538         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
8539
8540         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
8541         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
8542                      !busiest_rq->active_balance))
8543                 goto out_unlock;
8544
8545         /* Is there any task to move? */
8546         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
8547                 goto out_unlock;
8548
8549         /*
8550          * This condition is "impossible", if it occurs
8551          * we need to fix it. Originally reported by
8552          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
8553          */
8554         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
8555
8556         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
8557         rcu_read_lock();
8558         for_each_domain(target_cpu, sd) {
8559                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
8560                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
8561                                 break;
8562         }
8563
8564         if (likely(sd)) {
8565                 struct lb_env env = {
8566                         .sd             = sd,
8567                         .dst_cpu        = target_cpu,
8568                         .dst_rq         = target_rq,
8569                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
8570                         .src_rq         = busiest_rq,
8571                         .idle           = CPU_IDLE,
8572                 };
8573
8574                 schedstat_inc(sd, alb_count);
8575
8576                 p = detach_one_task(&env);
8577                 if (p) {
8578                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
8579                         /*
8580                          * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8581                          */
8582                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8583                 }
8584                 else
8585                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
8586         }
8587         rcu_read_unlock();
8588 out_unlock:
8589         busiest_rq->active_balance = 0;
8590         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
8591
8592         if (p)
8593                 attach_one_task(target_rq, p);
8594
8595         local_irq_enable();
8596
8597         return 0;
8598 }
8599
8600 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
8601 {
8602         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
8603 }
8604
8605 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8606 /*
8607  * idle load balancing details
8608  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
8609  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
8610  *   load balancing for all the idle CPUs.
8611  */
8612 static struct {
8613         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
8614         atomic_t nr_cpus;
8615         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
8616 } nohz ____cacheline_aligned;
8617
8618 static inline int find_new_ilb(void)
8619 {
8620         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
8621
8622         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
8623                 return ilb;
8624
8625         return nr_cpu_ids;
8626 }
8627
8628 /*
8629  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
8630  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
8631  * CPU (if there is one).
8632  */
8633 static void nohz_balancer_kick(void)
8634 {
8635         int ilb_cpu;
8636
8637         nohz.next_balance++;
8638
8639         ilb_cpu = find_new_ilb();
8640
8641         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
8642                 return;
8643
8644         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
8645                 return;
8646         /*
8647          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
8648          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
8649          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
8650          * will be run before returning from the IPI.
8651          */
8652         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
8653         return;
8654 }
8655
8656 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
8657 {
8658         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
8659                 /*
8660                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
8661                  */
8662                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
8663                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8664                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
8665                 }
8666                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8667         }
8668 }
8669
8670 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
8671 {
8672         struct sched_domain *sd;
8673         int cpu = smp_processor_id();
8674
8675         rcu_read_lock();
8676         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8677
8678         if (!sd || !sd->nohz_idle)
8679                 goto unlock;
8680         sd->nohz_idle = 0;
8681
8682         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8683 unlock:
8684         rcu_read_unlock();
8685 }
8686
8687 void set_cpu_sd_state_idle(void)
8688 {
8689         struct sched_domain *sd;
8690         int cpu = smp_processor_id();
8691
8692         rcu_read_lock();
8693         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8694
8695         if (!sd || sd->nohz_idle)
8696                 goto unlock;
8697         sd->nohz_idle = 1;
8698
8699         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8700 unlock:
8701         rcu_read_unlock();
8702 }
8703
8704 /*
8705  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
8706  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
8707  */
8708 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
8709 {
8710         /*
8711          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
8712          */
8713         if (!cpu_active(cpu))
8714                 return;
8715
8716         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
8717                 return;
8718
8719         /*
8720          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
8721          */
8722         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
8723                 return;
8724
8725         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8726         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
8727         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8728 }
8729
8730 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
8731                                         unsigned long action, void *hcpu)
8732 {
8733         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
8734         case CPU_DYING:
8735                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
8736                 return NOTIFY_OK;
8737         default:
8738                 return NOTIFY_DONE;
8739         }
8740 }
8741 #endif
8742
8743 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
8744
8745 /*
8746  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
8747  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
8748  */
8749 void update_max_interval(void)
8750 {
8751         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
8752 }
8753
8754 /*
8755  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
8756  * and initiates a balancing operation if so.
8757  *
8758  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
8759  */
8760 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
8761 {
8762         int continue_balancing = 1;
8763         int cpu = rq->cpu;
8764         unsigned long interval;
8765         struct sched_domain *sd;
8766         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8767         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8768         int update_next_balance = 0;
8769         int need_serialize, need_decay = 0;
8770         u64 max_cost = 0;
8771
8772         update_blocked_averages(cpu);
8773
8774         rcu_read_lock();
8775         for_each_domain(cpu, sd) {
8776                 /*
8777                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
8778                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
8779                  */
8780                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
8781                         sd->max_newidle_lb_cost =
8782                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
8783                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
8784                         need_decay = 1;
8785                 }
8786                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
8787
8788                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8789                         continue;
8790
8791                 /*
8792                  * Stop the load balance at this level. There is another
8793                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
8794                  * actively.
8795                  */
8796                 if (!continue_balancing) {
8797                         if (need_decay)
8798                                 continue;
8799                         break;
8800                 }
8801
8802                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8803
8804                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
8805                 if (need_serialize) {
8806                         if (!spin_trylock(&balancing))
8807                                 goto out;
8808                 }
8809
8810                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
8811                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
8812                                 /*
8813                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
8814                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
8815                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
8816                                  */
8817                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8818                         }
8819                         sd->last_balance = jiffies;
8820                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8821                 }
8822                 if (need_serialize)
8823                         spin_unlock(&balancing);
8824 out:
8825                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
8826                         next_balance = sd->last_balance + interval;
8827                         update_next_balance = 1;
8828                 }
8829         }
8830         if (need_decay) {
8831                 /*
8832                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
8833                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
8834                  */
8835                 rq->max_idle_balance_cost =
8836                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
8837         }
8838         rcu_read_unlock();
8839
8840         /*
8841          * next_balance will be updated only when there is a need.
8842          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
8843          * updated.
8844          */
8845         if (likely(update_next_balance)) {
8846                 rq->next_balance = next_balance;
8847
8848 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8849                 /*
8850                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
8851                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
8852                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
8853                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
8854                  * balance for itself and we need to update the
8855                  * nohz.next_balance accordingly.
8856                  */
8857                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
8858                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
8859 #endif
8860         }
8861 }
8862
8863 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8864 /*
8865  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
8866  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
8867  */
8868 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
8869 {
8870         int this_cpu = this_rq->cpu;
8871         struct rq *rq;
8872         int balance_cpu;
8873         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8874         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8875         int update_next_balance = 0;
8876
8877         if (idle != CPU_IDLE ||
8878             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
8879                 goto end;
8880
8881         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
8882                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
8883                         continue;
8884
8885                 /*
8886                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
8887                  * work being done for other cpus. Next load
8888                  * balancing owner will pick it up.
8889                  */
8890                 if (need_resched())
8891                         break;
8892
8893                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
8894
8895                 /*
8896                  * If time for next balance is due,
8897                  * do the balance.
8898                  */
8899                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
8900                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8901                         update_rq_clock(rq);
8902                         update_idle_cpu_load(rq);
8903                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8904                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
8905                 }
8906
8907                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
8908                         next_balance = rq->next_balance;
8909                         update_next_balance = 1;
8910                 }
8911         }
8912
8913         /*
8914          * next_balance will be updated only when there is a need.
8915          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
8916          * updated.
8917          */
8918         if (likely(update_next_balance))
8919                 nohz.next_balance = next_balance;
8920 end:
8921         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
8922 }
8923
8924 /*
8925  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
8926  * of an idle cpu in the system.
8927  *   - This rq has more than one task.
8928  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
8929  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
8930  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
8931  *     multiple busy cpu.
8932  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
8933  *     domain span are idle.
8934  */
8935 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
8936 {
8937         unsigned long now = jiffies;
8938         struct sched_domain *sd;
8939         struct sched_group_capacity *sgc;
8940         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
8941         bool kick = false;
8942
8943         if (unlikely(rq->idle_balance))
8944                 return false;
8945
8946        /*
8947         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
8948         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
8949         */
8950         set_cpu_sd_state_busy();
8951         nohz_balance_exit_idle(cpu);
8952
8953         /*
8954          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
8955          * balancing.
8956          */
8957         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
8958                 return false;
8959
8960         if (time_before(now, nohz.next_balance))
8961                 return false;
8962
8963         if (rq->nr_running >= 2 &&
8964             (!energy_aware() || cpu_overutilized(cpu)))
8965                 return true;
8966
8967         rcu_read_lock();
8968         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8969         if (sd && !energy_aware()) {
8970                 sgc = sd->groups->sgc;
8971                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
8972
8973                 if (nr_busy > 1) {
8974                         kick = true;
8975                         goto unlock;
8976                 }
8977
8978         }
8979
8980         sd = rcu_dereference(rq->sd);
8981         if (sd) {
8982                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
8983                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
8984                         kick = true;
8985                         goto unlock;
8986                 }
8987         }
8988
8989         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
8990         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
8991                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
8992                 kick = true;
8993                 goto unlock;
8994         }
8995
8996 unlock:
8997         rcu_read_unlock();
8998         return kick;
8999 }
9000 #else
9001 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
9002 #endif
9003
9004 /*
9005  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
9006  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
9007  */
9008 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
9009 {
9010         struct rq *this_rq = this_rq();
9011         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
9012                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9013
9014         /*
9015          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
9016          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
9017          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
9018          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
9019          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
9020          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9021          */
9022         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
9023         rebalance_domains(this_rq, idle);
9024 }
9025
9026 /*
9027  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9028  */
9029 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9030 {
9031         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9032         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9033                 return;
9034
9035         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
9036                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
9037 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9038         if (nohz_kick_needed(rq))
9039                 nohz_balancer_kick();
9040 #endif
9041 }
9042
9043 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9044 {
9045         update_sysctl();
9046
9047         update_runtime_enabled(rq);
9048 }
9049
9050 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9051 {
9052         update_sysctl();
9053
9054         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9055         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9056 }
9057
9058 #endif /* CONFIG_SMP */
9059
9060 /*
9061  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
9062  */
9063 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9064 {
9065         struct cfs_rq *cfs_rq;
9066         struct sched_entity *se = &curr->se;
9067
9068         for_each_sched_entity(se) {
9069                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9070                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9071         }
9072
9073         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9074                 task_tick_numa(rq, curr);
9075
9076 #ifdef CONFIG_SMP
9077         if (!rq->rd->overutilized && cpu_overutilized(task_cpu(curr))) {
9078                 rq->rd->overutilized = true;
9079                 trace_sched_overutilized(true);
9080         }
9081
9082         rq->misfit_task = !task_fits_max(curr, rq->cpu);
9083 #endif
9084
9085 }
9086
9087 /*
9088  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9089  *  - child not yet on the tasklist
9090  *  - preemption disabled
9091  */
9092 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
9093 {
9094         struct cfs_rq *cfs_rq;
9095         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
9096         int this_cpu = smp_processor_id();
9097         struct rq *rq = this_rq();
9098         unsigned long flags;
9099
9100         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9101
9102         update_rq_clock(rq);
9103
9104         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
9105         curr = cfs_rq->curr;
9106
9107         /*
9108          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
9109          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
9110          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
9111          * of child point to valid ones.
9112          */
9113         rcu_read_lock();
9114         __set_task_cpu(p, this_cpu);
9115         rcu_read_unlock();
9116
9117         update_curr(cfs_rq);
9118
9119         if (curr)
9120                 se->vruntime = curr->vruntime;
9121         place_entity(cfs_rq, se, 1);
9122
9123         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
9124                 /*
9125                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
9126                  * 'current' within the tree based on its new key value.
9127                  */
9128                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
9129                 resched_curr(rq);
9130         }
9131
9132         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9133
9134         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9135 }
9136
9137 /*
9138  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9139  * the current task.
9140  */
9141 static void
9142 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9143 {
9144         if (!task_on_rq_queued(p))
9145                 return;
9146
9147         /*
9148          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9149          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9150          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9151          */
9152         if (rq->curr == p) {
9153                 if (p->prio > oldprio)
9154                         resched_curr(rq);
9155         } else
9156                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
9157 }
9158
9159 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
9160 {
9161         struct sched_entity *se = &p->se;
9162
9163         /*
9164          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
9165          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
9166          * vruntime.
9167          */
9168         if (p->on_rq)
9169                 return true;
9170
9171         /*
9172          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
9173          * But there are some cases where it has already been normalized:
9174          *
9175          * - A forked child which is waiting for being woken up by
9176          *   wake_up_new_task().
9177          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
9178          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
9179          */
9180         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
9181                 return true;
9182
9183         return false;
9184 }
9185
9186 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9187 {
9188         struct sched_entity *se = &p->se;
9189         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9190
9191         if (!vruntime_normalized(p)) {
9192                 /*
9193                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
9194                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
9195                  */
9196                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
9197                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9198         }
9199
9200         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
9201         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9202 }
9203
9204 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9205 {
9206         struct sched_entity *se = &p->se;
9207         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9208
9209 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9210         /*
9211          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
9212          * class maintain depth value), reset depth properly.
9213          */
9214         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9215 #endif
9216
9217         /* Synchronize task with its cfs_rq */
9218         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9219
9220         if (!vruntime_normalized(p))
9221                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
9222 }
9223
9224 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9225 {
9226         detach_task_cfs_rq(p);
9227 }
9228
9229 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9230 {
9231         attach_task_cfs_rq(p);
9232
9233         if (task_on_rq_queued(p)) {
9234                 /*
9235                  * We were most likely switched from sched_rt, so
9236                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
9237                  * if we can still preempt the current task.
9238                  */
9239                 if (rq->curr == p)
9240                         resched_curr(rq);
9241                 else
9242                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9243         }
9244 }
9245
9246 /* Account for a task changing its policy or group.
9247  *
9248  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
9249  * migrates between groups/classes.
9250  */
9251 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
9252 {
9253         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
9254
9255         for_each_sched_entity(se) {
9256                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9257
9258                 set_next_entity(cfs_rq, se);
9259                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
9260                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
9261         }
9262 }
9263
9264 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
9265 {
9266         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
9267         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
9268 #ifndef CONFIG_64BIT
9269         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
9270 #endif
9271 #ifdef CONFIG_SMP
9272         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
9273         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
9274 #endif
9275 }
9276
9277 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9278 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
9279 {
9280         detach_task_cfs_rq(p);
9281         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9282
9283 #ifdef CONFIG_SMP
9284         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
9285         p->se.avg.last_update_time = 0;
9286 #endif
9287         attach_task_cfs_rq(p);
9288 }
9289
9290 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9291 {
9292         int i;
9293
9294         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9295
9296         for_each_possible_cpu(i) {
9297                 if (tg->cfs_rq)
9298                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9299                 if (tg->se) {
9300                         if (tg->se[i])
9301                                 remove_entity_load_avg(tg->se[i]);
9302                         kfree(tg->se[i]);
9303                 }
9304         }
9305
9306         kfree(tg->cfs_rq);
9307         kfree(tg->se);
9308 }
9309
9310 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9311 {
9312         struct cfs_rq *cfs_rq;
9313         struct sched_entity *se;
9314         int i;
9315
9316         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9317         if (!tg->cfs_rq)
9318                 goto err;
9319         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9320         if (!tg->se)
9321                 goto err;
9322
9323         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9324
9325         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9326
9327         for_each_possible_cpu(i) {
9328                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9329                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9330                 if (!cfs_rq)
9331                         goto err;
9332
9333                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9334                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9335                 if (!se)
9336                         goto err_free_rq;
9337
9338                 init_cfs_rq(cfs_rq);
9339                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
9340                 init_entity_runnable_average(se);
9341         }
9342
9343         return 1;
9344
9345 err_free_rq:
9346         kfree(cfs_rq);
9347 err:
9348         return 0;
9349 }
9350
9351 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9352 {
9353         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9354         unsigned long flags;
9355
9356         /*
9357         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
9358         * check on_list without danger of it being re-added.
9359         */
9360         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
9361                 return;
9362
9363         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9364         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
9365         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9366 }
9367
9368 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
9369                         struct sched_entity *se, int cpu,
9370                         struct sched_entity *parent)
9371 {
9372         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9373
9374         cfs_rq->tg = tg;
9375         cfs_rq->rq = rq;
9376         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
9377
9378         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
9379         tg->se[cpu] = se;
9380
9381         /* se could be NULL for root_task_group */
9382         if (!se)
9383                 return;
9384
9385         if (!parent) {
9386                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
9387                 se->depth = 0;
9388         } else {
9389                 se->cfs_rq = parent->my_q;
9390                 se->depth = parent->depth + 1;
9391         }
9392
9393         se->my_q = cfs_rq;
9394         /* guarantee group entities always have weight */
9395         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
9396         se->parent = parent;
9397 }
9398
9399 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9400
9401 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9402 {
9403         int i;
9404         unsigned long flags;
9405
9406         /*
9407          * We can't change the weight of the root cgroup.
9408          */
9409         if (!tg->se[0])
9410                 return -EINVAL;
9411
9412         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9413
9414         mutex_lock(&shares_mutex);
9415         if (tg->shares == shares)
9416                 goto done;
9417
9418         tg->shares = shares;
9419         for_each_possible_cpu(i) {
9420                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9421                 struct sched_entity *se;
9422
9423                 se = tg->se[i];
9424                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9425                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9426
9427                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
9428                 update_rq_clock(rq);
9429                 for_each_sched_entity(se)
9430                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
9431                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9432         }
9433
9434 done:
9435         mutex_unlock(&shares_mutex);
9436         return 0;
9437 }
9438 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9439
9440 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9441
9442 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9443 {
9444         return 1;
9445 }
9446
9447 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
9448
9449 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9450
9451
9452 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
9453 {
9454         struct sched_entity *se = &task->se;
9455         unsigned int rr_interval = 0;
9456
9457         /*
9458          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
9459          * idle runqueue:
9460          */
9461         if (rq->cfs.load.weight)
9462                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
9463
9464         return rr_interval;
9465 }
9466
9467 /*
9468  * All the scheduling class methods:
9469  */
9470 const struct sched_class fair_sched_class = {
9471         .next                   = &idle_sched_class,
9472         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
9473         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
9474         .yield_task             = yield_task_fair,
9475         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
9476
9477         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
9478
9479         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
9480         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
9481
9482 #ifdef CONFIG_SMP
9483         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
9484         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
9485
9486         .rq_online              = rq_online_fair,
9487         .rq_offline             = rq_offline_fair,
9488
9489         .task_waking            = task_waking_fair,
9490         .task_dead              = task_dead_fair,
9491         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
9492 #endif
9493
9494         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
9495         .task_tick              = task_tick_fair,
9496         .task_fork              = task_fork_fair,
9497
9498         .prio_changed           = prio_changed_fair,
9499         .switched_from          = switched_from_fair,
9500         .switched_to            = switched_to_fair,
9501
9502         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
9503
9504         .update_curr            = update_curr_fair,
9505
9506 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9507         .task_move_group        = task_move_group_fair,
9508 #endif
9509 };
9510
9511 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
9512 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
9513 {
9514         struct cfs_rq *cfs_rq;
9515
9516         rcu_read_lock();
9517         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
9518                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
9519         rcu_read_unlock();
9520 }
9521
9522 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9523 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
9524 {
9525         int node;
9526         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
9527
9528         for_each_online_node(node) {
9529                 if (p->numa_faults) {
9530                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
9531                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9532                 }
9533                 if (p->numa_group) {
9534                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
9535                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9536                 }
9537                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
9538         }
9539 }
9540 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9541 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
9542
9543 __init void init_sched_fair_class(void)
9544 {
9545 #ifdef CONFIG_SMP
9546         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
9547
9548 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9549         nohz.next_balance = jiffies;
9550         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
9551         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
9552 #endif
9553 #endif /* SMP */
9554
9555 }