UPSTREAM: sched/fair: Compute task/cpu utilization at wake-up correctly
[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 /*
132  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity:
133  * util * 1024 < capacity * margin
134  */
135 unsigned int capacity_margin = 1280; /* ~20% */
136
137 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
138 {
139         lw->weight += inc;
140         lw->inv_weight = 0;
141 }
142
143 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
144 {
145         lw->weight -= dec;
146         lw->inv_weight = 0;
147 }
148
149 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
150 {
151         lw->weight = w;
152         lw->inv_weight = 0;
153 }
154
155 /*
156  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
157  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
158  * to users decreases. But the relationship is not linear,
159  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
160  * number of CPUs.
161  *
162  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
163  */
164 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
165 {
166         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
167         unsigned int factor;
168
169         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
170         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
171                 factor = 1;
172                 break;
173         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
174                 factor = cpus;
175                 break;
176         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
177         default:
178                 factor = 1 + ilog2(cpus);
179                 break;
180         }
181
182         return factor;
183 }
184
185 static void update_sysctl(void)
186 {
187         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
188
189 #define SET_SYSCTL(name) \
190         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
191         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
192         SET_SYSCTL(sched_latency);
193         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
194 #undef SET_SYSCTL
195 }
196
197 void sched_init_granularity(void)
198 {
199         update_sysctl();
200 }
201
202 #define WMULT_CONST     (~0U)
203 #define WMULT_SHIFT     32
204
205 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
206 {
207         unsigned long w;
208
209         if (likely(lw->inv_weight))
210                 return;
211
212         w = scale_load_down(lw->weight);
213
214         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
215                 lw->inv_weight = 1;
216         else if (unlikely(!w))
217                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
218         else
219                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
220 }
221
222 /*
223  * delta_exec * weight / lw.weight
224  *   OR
225  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
226  *
227  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
228  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
229  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
230  *
231  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
232  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
233  */
234 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
235 {
236         u64 fact = scale_load_down(weight);
237         int shift = WMULT_SHIFT;
238
239         __update_inv_weight(lw);
240
241         if (unlikely(fact >> 32)) {
242                 while (fact >> 32) {
243                         fact >>= 1;
244                         shift--;
245                 }
246         }
247
248         /* hint to use a 32x32->64 mul */
249         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
250
251         while (fact >> 32) {
252                 fact >>= 1;
253                 shift--;
254         }
255
256         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
257 }
258
259
260 const struct sched_class fair_sched_class;
261
262 /**************************************************************
263  * CFS operations on generic schedulable entities:
264  */
265
266 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
267
268 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
269 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
270 {
271         return cfs_rq->rq;
272 }
273
274 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
275 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
276
277 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
278 {
279 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
280         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
281 #endif
282         return container_of(se, struct task_struct, se);
283 }
284
285 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
286 #define for_each_sched_entity(se) \
287                 for (; se; se = se->parent)
288
289 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
290 {
291         return p->se.cfs_rq;
292 }
293
294 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
295 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
296 {
297         return se->cfs_rq;
298 }
299
300 /* runqueue "owned" by this group */
301 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
302 {
303         return grp->my_q;
304 }
305
306 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
307 {
308         if (!cfs_rq->on_list) {
309                 /*
310                  * Ensure we either appear before our parent (if already
311                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
312                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
313                  * reduces this to two cases.
314                  */
315                 if (cfs_rq->tg->parent &&
316                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
317                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
318                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
319                 } else {
320                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
321                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
322                 }
323
324                 cfs_rq->on_list = 1;
325         }
326 }
327
328 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
329 {
330         if (cfs_rq->on_list) {
331                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
332                 cfs_rq->on_list = 0;
333         }
334 }
335
336 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
337 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
338         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
339
340 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
341 static inline struct cfs_rq *
342 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
343 {
344         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
345                 return se->cfs_rq;
346
347         return NULL;
348 }
349
350 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
351 {
352         return se->parent;
353 }
354
355 static void
356 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
357 {
358         int se_depth, pse_depth;
359
360         /*
361          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
362          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
363          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
364          * parent.
365          */
366
367         /* First walk up until both entities are at same depth */
368         se_depth = (*se)->depth;
369         pse_depth = (*pse)->depth;
370
371         while (se_depth > pse_depth) {
372                 se_depth--;
373                 *se = parent_entity(*se);
374         }
375
376         while (pse_depth > se_depth) {
377                 pse_depth--;
378                 *pse = parent_entity(*pse);
379         }
380
381         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
382                 *se = parent_entity(*se);
383                 *pse = parent_entity(*pse);
384         }
385 }
386
387 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
388
389 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
390 {
391         return container_of(se, struct task_struct, se);
392 }
393
394 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
395 {
396         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
397 }
398
399 #define entity_is_task(se)      1
400
401 #define for_each_sched_entity(se) \
402                 for (; se; se = NULL)
403
404 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
405 {
406         return &task_rq(p)->cfs;
407 }
408
409 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
410 {
411         struct task_struct *p = task_of(se);
412         struct rq *rq = task_rq(p);
413
414         return &rq->cfs;
415 }
416
417 /* runqueue "owned" by this group */
418 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
419 {
420         return NULL;
421 }
422
423 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
424 {
425 }
426
427 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
428 {
429 }
430
431 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
432                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
433
434 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
435 {
436         return NULL;
437 }
438
439 static inline void
440 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
441 {
442 }
443
444 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
445
446 static __always_inline
447 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
448
449 /**************************************************************
450  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
451  */
452
453 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
454 {
455         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
456         if (delta > 0)
457                 max_vruntime = vruntime;
458
459         return max_vruntime;
460 }
461
462 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
463 {
464         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
465         if (delta < 0)
466                 min_vruntime = vruntime;
467
468         return min_vruntime;
469 }
470
471 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
472                                 struct sched_entity *b)
473 {
474         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
475 }
476
477 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
478 {
479         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
480
481         if (cfs_rq->curr)
482                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
483
484         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
485                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
486                                                    struct sched_entity,
487                                                    run_node);
488
489                 if (!cfs_rq->curr)
490                         vruntime = se->vruntime;
491                 else
492                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
493         }
494
495         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
496         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
497 #ifndef CONFIG_64BIT
498         smp_wmb();
499         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
500 #endif
501 }
502
503 /*
504  * Enqueue an entity into the rb-tree:
505  */
506 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
507 {
508         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
509         struct rb_node *parent = NULL;
510         struct sched_entity *entry;
511         int leftmost = 1;
512
513         /*
514          * Find the right place in the rbtree:
515          */
516         while (*link) {
517                 parent = *link;
518                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
519                 /*
520                  * We dont care about collisions. Nodes with
521                  * the same key stay together.
522                  */
523                 if (entity_before(se, entry)) {
524                         link = &parent->rb_left;
525                 } else {
526                         link = &parent->rb_right;
527                         leftmost = 0;
528                 }
529         }
530
531         /*
532          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
533          * used):
534          */
535         if (leftmost)
536                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
537
538         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
539         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
540 }
541
542 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
543 {
544         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
545                 struct rb_node *next_node;
546
547                 next_node = rb_next(&se->run_node);
548                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
549         }
550
551         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
552 }
553
554 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
555 {
556         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
557
558         if (!left)
559                 return NULL;
560
561         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
562 }
563
564 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
565 {
566         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
567
568         if (!next)
569                 return NULL;
570
571         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
572 }
573
574 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
575 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
576 {
577         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
578
579         if (!last)
580                 return NULL;
581
582         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
583 }
584
585 /**************************************************************
586  * Scheduling class statistics methods:
587  */
588
589 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
590                 void __user *buffer, size_t *lenp,
591                 loff_t *ppos)
592 {
593         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
594         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
595
596         if (ret || !write)
597                 return ret;
598
599         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
600                                         sysctl_sched_min_granularity);
601
602 #define WRT_SYSCTL(name) \
603         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
604         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
605         WRT_SYSCTL(sched_latency);
606         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
607 #undef WRT_SYSCTL
608
609         return 0;
610 }
611 #endif
612
613 /*
614  * delta /= w
615  */
616 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
617 {
618         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
619                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
620
621         return delta;
622 }
623
624 /*
625  * The idea is to set a period in which each task runs once.
626  *
627  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
628  * this period because otherwise the slices get too small.
629  *
630  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
631  */
632 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
633 {
634         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
635                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
636         else
637                 return sysctl_sched_latency;
638 }
639
640 /*
641  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
642  * proportional to the weight.
643  *
644  * s = p*P[w/rw]
645  */
646 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
647 {
648         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
649
650         for_each_sched_entity(se) {
651                 struct load_weight *load;
652                 struct load_weight lw;
653
654                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
655                 load = &cfs_rq->load;
656
657                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
658                         lw = cfs_rq->load;
659
660                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
661                         load = &lw;
662                 }
663                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
664         }
665         return slice;
666 }
667
668 /*
669  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
670  *
671  * vs = s/w
672  */
673 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
674 {
675         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
676 }
677
678 #ifdef CONFIG_SMP
679 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
680 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
681
682 /*
683  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
684  * Note: The tables runnable_avg_yN_inv and runnable_avg_yN_sum are
685  * dependent on this value.
686  */
687 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
688 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
689 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_AVG_MAX */
690
691 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
692 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
693 {
694         struct sched_avg *sa = &se->avg;
695
696         sa->last_update_time = 0;
697         /*
698          * sched_avg's period_contrib should be strictly less then 1024, so
699          * we give it 1023 to make sure it is almost a period (1024us), and
700          * will definitely be update (after enqueue).
701          */
702         sa->period_contrib = 1023;
703         sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
704         sa->load_sum = sa->load_avg * LOAD_AVG_MAX;
705         sa->util_avg =  sched_freq() ?
706                 sysctl_sched_initial_task_util :
707                 scale_load_down(SCHED_LOAD_SCALE);
708         sa->util_sum = sa->util_avg * LOAD_AVG_MAX;
709         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
710 }
711
712 #else
713 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
714 {
715 }
716 #endif
717
718 /*
719  * Update the current task's runtime statistics.
720  */
721 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
722 {
723         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
724         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
725         u64 delta_exec;
726
727         if (unlikely(!curr))
728                 return;
729
730         delta_exec = now - curr->exec_start;
731         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
732                 return;
733
734         curr->exec_start = now;
735
736         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
737                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
738
739         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
740         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
741
742         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
743         update_min_vruntime(cfs_rq);
744
745         if (entity_is_task(curr)) {
746                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
747
748                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
749                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
750                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
751         }
752
753         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
754 }
755
756 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
757 {
758         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
759 }
760
761 static inline void
762 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
763 {
764         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
765 }
766
767 /*
768  * Task is being enqueued - update stats:
769  */
770 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
771 {
772         /*
773          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
774          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
775          */
776         if (se != cfs_rq->curr)
777                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
778 }
779
780 static void
781 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
782 {
783         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
784                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
785         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
786         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
787                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
788 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
789         if (entity_is_task(se)) {
790                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
791                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
792         }
793 #endif
794         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
795 }
796
797 static inline void
798 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
799 {
800         /*
801          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
802          * waiting task:
803          */
804         if (se != cfs_rq->curr)
805                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
806 }
807
808 /*
809  * We are picking a new current task - update its stats:
810  */
811 static inline void
812 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
813 {
814         /*
815          * We are starting a new run period:
816          */
817         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
818 }
819
820 /**************************************************
821  * Scheduling class queueing methods:
822  */
823
824 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
825 /*
826  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
827  * calculated based on the tasks virtual memory size and
828  * numa_balancing_scan_size.
829  */
830 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
831 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
832
833 /* Portion of address space to scan in MB */
834 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
835
836 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
837 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
838
839 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
840 {
841         unsigned long rss = 0;
842         unsigned long nr_scan_pages;
843
844         /*
845          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
846          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
847          * on resident pages
848          */
849         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
850         rss = get_mm_rss(p->mm);
851         if (!rss)
852                 rss = nr_scan_pages;
853
854         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
855         return rss / nr_scan_pages;
856 }
857
858 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
859 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
860
861 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
862 {
863         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
864         unsigned int scan, floor;
865         unsigned int windows = 1;
866
867         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
868                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
869         floor = 1000 / windows;
870
871         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
872         return max_t(unsigned int, floor, scan);
873 }
874
875 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
876 {
877         unsigned int smin = task_scan_min(p);
878         unsigned int smax;
879
880         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
881         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
882         return max(smin, smax);
883 }
884
885 static void account_numa_enqueue(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 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
892 {
893         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
894         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
895 }
896
897 struct numa_group {
898         atomic_t refcount;
899
900         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
901         int nr_tasks;
902         pid_t gid;
903
904         struct rcu_head rcu;
905         nodemask_t active_nodes;
906         unsigned long total_faults;
907         /*
908          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
909          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
910          * more by CPU use than by memory faults.
911          */
912         unsigned long *faults_cpu;
913         unsigned long faults[0];
914 };
915
916 /* Shared or private faults. */
917 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
918
919 /* Memory and CPU locality */
920 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
921
922 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
923 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
924
925 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
926 {
927         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
928 }
929
930 /*
931  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
932  * occupy the first half of the array. The second half of the
933  * array is for current counters, which are averaged into the
934  * first set by task_numa_placement.
935  */
936 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
937 {
938         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
939 }
940
941 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
942 {
943         if (!p->numa_faults)
944                 return 0;
945
946         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
947                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
948 }
949
950 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
951 {
952         if (!p->numa_group)
953                 return 0;
954
955         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
956                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
957 }
958
959 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
960 {
961         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
962                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
963 }
964
965 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
966 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
967                                         int maxdist, bool task)
968 {
969         unsigned long score = 0;
970         int node;
971
972         /*
973          * All nodes are directly connected, and the same distance
974          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
975          */
976         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
977                 return 0;
978
979         /*
980          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
981          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
982          */
983         for_each_online_node(node) {
984                 unsigned long faults;
985                 int dist = node_distance(nid, node);
986
987                 /*
988                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
989                  * for placement; nid was already counted.
990                  */
991                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
992                         continue;
993
994                 /*
995                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
996                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
997                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
998                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
999                  * of each group. Skip other nodes.
1000                  */
1001                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1002                                         dist > maxdist)
1003                         continue;
1004
1005                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1006                 if (task)
1007                         faults = task_faults(p, node);
1008                 else
1009                         faults = group_faults(p, node);
1010
1011                 /*
1012                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1013                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1014                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1015                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1016                  * The further away a node is, the less the faults count.
1017                  * This seems to result in good task placement.
1018                  */
1019                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1020                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1021                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1022                 }
1023
1024                 score += faults;
1025         }
1026
1027         return score;
1028 }
1029
1030 /*
1031  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1032  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1033  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1034  * evenly spread out between numa nodes.
1035  */
1036 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1037                                         int dist)
1038 {
1039         unsigned long faults, total_faults;
1040
1041         if (!p->numa_faults)
1042                 return 0;
1043
1044         total_faults = p->total_numa_faults;
1045
1046         if (!total_faults)
1047                 return 0;
1048
1049         faults = task_faults(p, nid);
1050         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1051
1052         return 1000 * faults / total_faults;
1053 }
1054
1055 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1056                                          int dist)
1057 {
1058         unsigned long faults, total_faults;
1059
1060         if (!p->numa_group)
1061                 return 0;
1062
1063         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1064
1065         if (!total_faults)
1066                 return 0;
1067
1068         faults = group_faults(p, nid);
1069         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1070
1071         return 1000 * faults / total_faults;
1072 }
1073
1074 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1075                                 int src_nid, int dst_cpu)
1076 {
1077         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1078         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1079         int last_cpupid, this_cpupid;
1080
1081         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1082
1083         /*
1084          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1085          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1086          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1087          *
1088          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1089          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1090          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1091          *
1092          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1093          * same result twice in a row, given these samples are fully
1094          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1095          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1096          *
1097          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1098          * act on an unlikely task<->page relation.
1099          */
1100         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1101         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1102                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1103                 return false;
1104
1105         /* Always allow migrate on private faults */
1106         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1107                 return true;
1108
1109         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1110         if (!ng)
1111                 return true;
1112
1113         /*
1114          * Do not migrate if the destination is not a node that
1115          * is actively used by this numa group.
1116          */
1117         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1118                 return false;
1119
1120         /*
1121          * Source is a node that is not actively used by this
1122          * numa group, while the destination is. Migrate.
1123          */
1124         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1125                 return true;
1126
1127         /*
1128          * Both source and destination are nodes in active
1129          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1130          * by migrating from more heavily used groups, to less
1131          * heavily used ones, spreading the load around.
1132          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1133          */
1134         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1135 }
1136
1137 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1138 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1139 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1140 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1141 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1142
1143 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1144 struct numa_stats {
1145         unsigned long nr_running;
1146         unsigned long load;
1147
1148         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1149         unsigned long compute_capacity;
1150
1151         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1152         unsigned long task_capacity;
1153         int has_free_capacity;
1154 };
1155
1156 /*
1157  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1158  */
1159 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1160 {
1161         int smt, cpu, cpus = 0;
1162         unsigned long capacity;
1163
1164         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1165         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1166                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1167
1168                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1169                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1170                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1171
1172                 cpus++;
1173         }
1174
1175         /*
1176          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1177          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1178          * not find this node attractive.
1179          *
1180          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1181          * imbalance and bail there.
1182          */
1183         if (!cpus)
1184                 return;
1185
1186         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1187         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1188         capacity = cpus / smt; /* cores */
1189
1190         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1191                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1192         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1193 }
1194
1195 struct task_numa_env {
1196         struct task_struct *p;
1197
1198         int src_cpu, src_nid;
1199         int dst_cpu, dst_nid;
1200
1201         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1202
1203         int imbalance_pct;
1204         int dist;
1205
1206         struct task_struct *best_task;
1207         long best_imp;
1208         int best_cpu;
1209 };
1210
1211 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1212                              struct task_struct *p, long imp)
1213 {
1214         if (env->best_task)
1215                 put_task_struct(env->best_task);
1216
1217         env->best_task = p;
1218         env->best_imp = imp;
1219         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1220 }
1221
1222 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1223                                 struct task_numa_env *env)
1224 {
1225         long imb, old_imb;
1226         long orig_src_load, orig_dst_load;
1227         long src_capacity, dst_capacity;
1228
1229         /*
1230          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1231          *
1232          * src_load        dst_load
1233          * ------------ vs ---------
1234          * src_capacity    dst_capacity
1235          */
1236         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1237         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1238
1239         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1240         if (dst_load < src_load)
1241                 swap(dst_load, src_load);
1242
1243         /* Is the difference below the threshold? */
1244         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1245               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1246         if (imb <= 0)
1247                 return false;
1248
1249         /*
1250          * The imbalance is above the allowed threshold.
1251          * Compare it with the old imbalance.
1252          */
1253         orig_src_load = env->src_stats.load;
1254         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1255
1256         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1257                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1258
1259         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1260                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1261
1262         /* Would this change make things worse? */
1263         return (imb > old_imb);
1264 }
1265
1266 /*
1267  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1268  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1269  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1270  * be exchanged with the source task
1271  */
1272 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1273                               long taskimp, long groupimp)
1274 {
1275         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1276         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1277         struct task_struct *cur;
1278         long src_load, dst_load;
1279         long load;
1280         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1281         long moveimp = imp;
1282         int dist = env->dist;
1283         bool assigned = false;
1284
1285         rcu_read_lock();
1286
1287         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1288         cur = dst_rq->curr;
1289         /*
1290          * No need to move the exiting task or idle task.
1291          */
1292         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1293                 cur = NULL;
1294         else {
1295                 /*
1296                  * The task_struct must be protected here to protect the
1297                  * p->numa_faults access in the task_weight since the
1298                  * numa_faults could already be freed in the following path:
1299                  * finish_task_switch()
1300                  *     --> put_task_struct()
1301                  *         --> __put_task_struct()
1302                  *             --> task_numa_free()
1303                  */
1304                 get_task_struct(cur);
1305         }
1306
1307         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1308
1309         /*
1310          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1311          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1312          */
1313         if (cur == env->p)
1314                 goto unlock;
1315
1316         /*
1317          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1318          * source and destination node. Calculate the total differential for
1319          * the source task and potential destination task. The more negative
1320          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1321          * be incurred if the tasks were swapped.
1322          */
1323         if (cur) {
1324                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1325                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1326                         goto unlock;
1327
1328                 /*
1329                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1330                  * in any group then look only at task weights.
1331                  */
1332                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1333                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1334                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1335                         /*
1336                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1337                          * tasks within a group over tiny differences.
1338                          */
1339                         if (cur->numa_group)
1340                                 imp -= imp/16;
1341                 } else {
1342                         /*
1343                          * Compare the group weights. If a task is all by
1344                          * itself (not part of a group), use the task weight
1345                          * instead.
1346                          */
1347                         if (cur->numa_group)
1348                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1349                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1350                         else
1351                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1352                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1353                 }
1354         }
1355
1356         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1357                 goto unlock;
1358
1359         if (!cur) {
1360                 /* Is there capacity at our destination? */
1361                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1362                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1363                         goto unlock;
1364
1365                 goto balance;
1366         }
1367
1368         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1369         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1370                         dst_rq->nr_running == 1)
1371                 goto assign;
1372
1373         /*
1374          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1375          */
1376 balance:
1377         load = task_h_load(env->p);
1378         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1379         src_load = env->src_stats.load - load;
1380
1381         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1382                 /*
1383                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1384                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1385                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1386                  * so an actually idle CPU will win.
1387                  */
1388                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1389                         imp = moveimp - 1;
1390                         put_task_struct(cur);
1391                         cur = NULL;
1392                         goto assign;
1393                 }
1394         }
1395
1396         if (imp <= env->best_imp)
1397                 goto unlock;
1398
1399         if (cur) {
1400                 load = task_h_load(cur);
1401                 dst_load -= load;
1402                 src_load += load;
1403         }
1404
1405         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1406                 goto unlock;
1407
1408         /*
1409          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1410          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1411          */
1412         if (!cur)
1413                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1414                                                    env->dst_cpu);
1415
1416 assign:
1417         assigned = true;
1418         task_numa_assign(env, cur, imp);
1419 unlock:
1420         rcu_read_unlock();
1421         /*
1422          * The dst_rq->curr isn't assigned. The protection for task_struct is
1423          * finished.
1424          */
1425         if (cur && !assigned)
1426                 put_task_struct(cur);
1427 }
1428
1429 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1430                                 long taskimp, long groupimp)
1431 {
1432         int cpu;
1433
1434         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1435                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1436                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1437                         continue;
1438
1439                 env->dst_cpu = cpu;
1440                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1441         }
1442 }
1443
1444 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1445 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1446 {
1447         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1448         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1449
1450         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1451                 return false;
1452
1453         /*
1454          * Only consider a task move if the source has a higher load
1455          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1456          *
1457          *      src->load                dst->load
1458          * --------------------- vs ---------------------
1459          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1460          */
1461         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1462
1463             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1464                 return true;
1465
1466         return false;
1467 }
1468
1469 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1470 {
1471         struct task_numa_env env = {
1472                 .p = p,
1473
1474                 .src_cpu = task_cpu(p),
1475                 .src_nid = task_node(p),
1476
1477                 .imbalance_pct = 112,
1478
1479                 .best_task = NULL,
1480                 .best_imp = 0,
1481                 .best_cpu = -1
1482         };
1483         struct sched_domain *sd;
1484         unsigned long taskweight, groupweight;
1485         int nid, ret, dist;
1486         long taskimp, groupimp;
1487
1488         /*
1489          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1490          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1491          *
1492          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1493          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1494          * to satisfy here.
1495          */
1496         rcu_read_lock();
1497         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1498         if (sd)
1499                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1500         rcu_read_unlock();
1501
1502         /*
1503          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1504          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1505          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1506          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1507          */
1508         if (unlikely(!sd)) {
1509                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1510                 return -EINVAL;
1511         }
1512
1513         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1514         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1515         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1516         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1517         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1518         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1519         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1520         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1521
1522         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1523         if (numa_has_capacity(&env))
1524                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1525
1526         /*
1527          * Look at other nodes in these cases:
1528          * - there is no space available on the preferred_nid
1529          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1530          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1531          *   we need to check other locations.
1532          */
1533         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1534                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1535                 for_each_online_node(nid) {
1536                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1537                                 continue;
1538
1539                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1540                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1541                                                 dist != env.dist) {
1542                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1543                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1544                         }
1545
1546                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1547                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1548                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1549                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1550                                 continue;
1551
1552                         env.dist = dist;
1553                         env.dst_nid = nid;
1554                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1555                         if (numa_has_capacity(&env))
1556                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1557                 }
1558         }
1559
1560         /*
1561          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1562          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1563          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1564          * settle down.
1565          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1566          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1567          */
1568         if (p->numa_group) {
1569                 if (env.best_cpu == -1)
1570                         nid = env.src_nid;
1571                 else
1572                         nid = env.dst_nid;
1573
1574                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1575                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1576         }
1577
1578         /* No better CPU than the current one was found. */
1579         if (env.best_cpu == -1)
1580                 return -EAGAIN;
1581
1582         /*
1583          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1584          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1585          */
1586         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1587
1588         if (env.best_task == NULL) {
1589                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1590                 if (ret != 0)
1591                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1592                 return ret;
1593         }
1594
1595         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1596         if (ret != 0)
1597                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1598         put_task_struct(env.best_task);
1599         return ret;
1600 }
1601
1602 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1603 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1604 {
1605         unsigned long interval = HZ;
1606
1607         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1608         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1609                 return;
1610
1611         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1612         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1613         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1614
1615         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1616         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1617                 return;
1618
1619         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1620         task_numa_migrate(p);
1621 }
1622
1623 /*
1624  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1625  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1626  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1627  * located.
1628  *
1629  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1630  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1631  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1632  * only removed when they drop below 3/16.
1633  */
1634 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1635 {
1636         unsigned long faults, max_faults = 0;
1637         int nid;
1638
1639         for_each_online_node(nid) {
1640                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1641                 if (faults > max_faults)
1642                         max_faults = faults;
1643         }
1644
1645         for_each_online_node(nid) {
1646                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1647                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1648                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1649                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1650                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1651                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1652         }
1653 }
1654
1655 /*
1656  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1657  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1658  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1659  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1660  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1661  */
1662 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1663 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1664
1665 /*
1666  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1667  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1668  * the page accesses are shared with other processes.
1669  * Otherwise, decrease the scan period.
1670  */
1671 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1672                         unsigned long shared, unsigned long private)
1673 {
1674         unsigned int period_slot;
1675         int ratio;
1676         int diff;
1677
1678         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1679         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1680
1681         /*
1682          * If there were no record hinting faults then either the task is
1683          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1684          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1685          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1686          * node is overloaded. In either case, scan slower
1687          */
1688         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1689                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1690                         p->numa_scan_period << 1);
1691
1692                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1693                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1694
1695                 return;
1696         }
1697
1698         /*
1699          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1700          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1701          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1702          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1703          */
1704         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1705         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1706         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1707                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1708                 if (!slot)
1709                         slot = 1;
1710                 diff = slot * period_slot;
1711         } else {
1712                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1713
1714                 /*
1715                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1716                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1717                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1718                  * speaking the intent is that there is little point
1719                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1720                  * simply bounce migrations uselessly
1721                  */
1722                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1723                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1724         }
1725
1726         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1727                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1728         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1729 }
1730
1731 /*
1732  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1733  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1734  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1735  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1736  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1737  */
1738 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1739 {
1740         u64 runtime, delta, now;
1741         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1742         now = p->se.exec_start;
1743         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1744
1745         if (p->last_task_numa_placement) {
1746                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1747                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1748         } else {
1749                 delta = p->se.avg.load_sum / p->se.load.weight;
1750                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1751         }
1752
1753         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1754         p->last_task_numa_placement = now;
1755
1756         return delta;
1757 }
1758
1759 /*
1760  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1761  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1762  * otherwise workloads might not converge.
1763  */
1764 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1765 {
1766         nodemask_t nodes;
1767         int dist;
1768
1769         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1770         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1771                 return nid;
1772
1773         /*
1774          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1775          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1776          * both the node itself, and on nearby nodes.
1777          */
1778         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1779                 unsigned long score, max_score = 0;
1780                 int node, max_node = nid;
1781
1782                 dist = sched_max_numa_distance;
1783
1784                 for_each_online_node(node) {
1785                         score = group_weight(p, node, dist);
1786                         if (score > max_score) {
1787                                 max_score = score;
1788                                 max_node = node;
1789                         }
1790                 }
1791                 return max_node;
1792         }
1793
1794         /*
1795          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1796          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1797          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1798          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1799          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1800          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1801          * keep the complexity of the search down.
1802          */
1803         nodes = node_online_map;
1804         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1805                 unsigned long max_faults = 0;
1806                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1807                 int a, b;
1808
1809                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1810                 if (!find_numa_distance(dist))
1811                         continue;
1812
1813                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1814                         unsigned long faults = 0;
1815                         nodemask_t this_group;
1816                         nodes_clear(this_group);
1817
1818                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1819                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1820                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1821                                         faults += group_faults(p, b);
1822                                         node_set(b, this_group);
1823                                         node_clear(b, nodes);
1824                                 }
1825                         }
1826
1827                         /* Remember the top group. */
1828                         if (faults > max_faults) {
1829                                 max_faults = faults;
1830                                 max_group = this_group;
1831                                 /*
1832                                  * subtle: at the smallest distance there is
1833                                  * just one node left in each "group", the
1834                                  * winner is the preferred nid.
1835                                  */
1836                                 nid = a;
1837                         }
1838                 }
1839                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1840                 if (!max_faults)
1841                         break;
1842                 nodes = max_group;
1843         }
1844         return nid;
1845 }
1846
1847 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1848 {
1849         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1850         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1851         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1852         unsigned long total_faults;
1853         u64 runtime, period;
1854         spinlock_t *group_lock = NULL;
1855
1856         /*
1857          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
1858          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
1859          * that the field is read in a single access:
1860          */
1861         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1862         if (p->numa_scan_seq == seq)
1863                 return;
1864         p->numa_scan_seq = seq;
1865         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1866
1867         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1868                        p->numa_faults_locality[1];
1869         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1870
1871         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1872         if (p->numa_group) {
1873                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1874                 spin_lock_irq(group_lock);
1875         }
1876
1877         /* Find the node with the highest number of faults */
1878         for_each_online_node(nid) {
1879                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1880                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1881                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1882                 int priv;
1883
1884                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1885                         long diff, f_diff, f_weight;
1886
1887                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1888                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1889                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1890                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1891
1892                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1893                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1894                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1895                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1896
1897                         /*
1898                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1899                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1900                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1901                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1902                          * faults are less important.
1903                          */
1904                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1905                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1906                                    (total_faults + 1);
1907                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1908                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1909
1910                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1911                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1912                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1913                         p->total_numa_faults += diff;
1914                         if (p->numa_group) {
1915                                 /*
1916                                  * safe because we can only change our own group
1917                                  *
1918                                  * mem_idx represents the offset for a given
1919                                  * nid and priv in a specific region because it
1920                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1921                                  */
1922                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1923                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1924                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1925                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1926                         }
1927                 }
1928
1929                 if (faults > max_faults) {
1930                         max_faults = faults;
1931                         max_nid = nid;
1932                 }
1933
1934                 if (group_faults > max_group_faults) {
1935                         max_group_faults = group_faults;
1936                         max_group_nid = nid;
1937                 }
1938         }
1939
1940         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1941
1942         if (p->numa_group) {
1943                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1944                 spin_unlock_irq(group_lock);
1945                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1946         }
1947
1948         if (max_faults) {
1949                 /* Set the new preferred node */
1950                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1951                         sched_setnuma(p, max_nid);
1952
1953                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1954                         numa_migrate_preferred(p);
1955         }
1956 }
1957
1958 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1959 {
1960         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1961 }
1962
1963 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1964 {
1965         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1966                 kfree_rcu(grp, rcu);
1967 }
1968
1969 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1970                         int *priv)
1971 {
1972         struct numa_group *grp, *my_grp;
1973         struct task_struct *tsk;
1974         bool join = false;
1975         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1976         int i;
1977
1978         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1979                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1980                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1981
1982                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1983                 if (!grp)
1984                         return;
1985
1986                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1987                 spin_lock_init(&grp->lock);
1988                 grp->gid = p->pid;
1989                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1990                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1991                                                 nr_node_ids;
1992
1993                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1994
1995                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1996                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1997
1998                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1999
2000                 grp->nr_tasks++;
2001                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2002         }
2003
2004         rcu_read_lock();
2005         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2006
2007         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2008                 goto no_join;
2009
2010         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2011         if (!grp)
2012                 goto no_join;
2013
2014         my_grp = p->numa_group;
2015         if (grp == my_grp)
2016                 goto no_join;
2017
2018         /*
2019          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2020          * the other task will join us.
2021          */
2022         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2023                 goto no_join;
2024
2025         /*
2026          * Tie-break on the grp address.
2027          */
2028         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2029                 goto no_join;
2030
2031         /* Always join threads in the same process. */
2032         if (tsk->mm == current->mm)
2033                 join = true;
2034
2035         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2036         if (flags & TNF_SHARED)
2037                 join = true;
2038
2039         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2040         *priv = !join;
2041
2042         if (join && !get_numa_group(grp))
2043                 goto no_join;
2044
2045         rcu_read_unlock();
2046
2047         if (!join)
2048                 return;
2049
2050         BUG_ON(irqs_disabled());
2051         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2052
2053         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2054                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2055                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2056         }
2057         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2058         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2059
2060         my_grp->nr_tasks--;
2061         grp->nr_tasks++;
2062
2063         spin_unlock(&my_grp->lock);
2064         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2065
2066         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2067
2068         put_numa_group(my_grp);
2069         return;
2070
2071 no_join:
2072         rcu_read_unlock();
2073         return;
2074 }
2075
2076 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2077 {
2078         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2079         void *numa_faults = p->numa_faults;
2080         unsigned long flags;
2081         int i;
2082
2083         if (grp) {
2084                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2085                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2086                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2087                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2088
2089                 grp->nr_tasks--;
2090                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2091                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2092                 put_numa_group(grp);
2093         }
2094
2095         p->numa_faults = NULL;
2096         kfree(numa_faults);
2097 }
2098
2099 /*
2100  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2101  */
2102 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2103 {
2104         struct task_struct *p = current;
2105         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2106         int cpu_node = task_node(current);
2107         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2108         int priv;
2109
2110         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2111                 return;
2112
2113         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2114         if (!p->mm)
2115                 return;
2116
2117         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2118         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2119                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2120                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2121
2122                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2123                 if (!p->numa_faults)
2124                         return;
2125
2126                 p->total_numa_faults = 0;
2127                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2128         }
2129
2130         /*
2131          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2132          * to be private if the accessing pid has not changed
2133          */
2134         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2135                 priv = 1;
2136         } else {
2137                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2138                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2139                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2140         }
2141
2142         /*
2143          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2144          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2145          * actively using should be counted as local. This allows the
2146          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2147          */
2148         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2149                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2150                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2151                 local = 1;
2152
2153         task_numa_placement(p);
2154
2155         /*
2156          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2157          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2158          */
2159         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2160                 numa_migrate_preferred(p);
2161
2162         if (migrated)
2163                 p->numa_pages_migrated += pages;
2164         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2165                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2166
2167         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2168         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2169         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2170 }
2171
2172 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2173 {
2174         /*
2175          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2176          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2177          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2178          * much of an issue though, since this is just used for
2179          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2180          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2181          */
2182         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2183         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2184 }
2185
2186 /*
2187  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2188  * Triggered from task_tick_numa().
2189  */
2190 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2191 {
2192         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2193         struct task_struct *p = current;
2194         struct mm_struct *mm = p->mm;
2195         struct vm_area_struct *vma;
2196         unsigned long start, end;
2197         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2198         long pages, virtpages;
2199
2200         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2201
2202         work->next = work; /* protect against double add */
2203         /*
2204          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2205          *
2206          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2207          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2208          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2209          * work.
2210          */
2211         if (p->flags & PF_EXITING)
2212                 return;
2213
2214         if (!mm->numa_next_scan) {
2215                 mm->numa_next_scan = now +
2216                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2217         }
2218
2219         /*
2220          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2221          */
2222         migrate = mm->numa_next_scan;
2223         if (time_before(now, migrate))
2224                 return;
2225
2226         if (p->numa_scan_period == 0) {
2227                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2228                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2229         }
2230
2231         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2232         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2233                 return;
2234
2235         /*
2236          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2237          * the next time around.
2238          */
2239         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2240
2241         start = mm->numa_scan_offset;
2242         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2243         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2244         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2245         if (!pages)
2246                 return;
2247
2248
2249         down_read(&mm->mmap_sem);
2250         vma = find_vma(mm, start);
2251         if (!vma) {
2252                 reset_ptenuma_scan(p);
2253                 start = 0;
2254                 vma = mm->mmap;
2255         }
2256         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2257                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2258                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2259                         continue;
2260                 }
2261
2262                 /*
2263                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2264                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2265                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2266                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2267                  */
2268                 if (!vma->vm_mm ||
2269                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2270                         continue;
2271
2272                 /*
2273                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2274                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2275                  */
2276                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2277                         continue;
2278
2279                 do {
2280                         start = max(start, vma->vm_start);
2281                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2282                         end = min(end, vma->vm_end);
2283                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2284
2285                         /*
2286                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2287                          * hpages that have at least one present PTE that
2288                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2289                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2290                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2291                          * areas faster.
2292                          */
2293                         if (nr_pte_updates)
2294                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2295                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2296
2297                         start = end;
2298                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2299                                 goto out;
2300
2301                         cond_resched();
2302                 } while (end != vma->vm_end);
2303         }
2304
2305 out:
2306         /*
2307          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2308          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2309          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2310          * scanner to the start so check it now.
2311          */
2312         if (vma)
2313                 mm->numa_scan_offset = start;
2314         else
2315                 reset_ptenuma_scan(p);
2316         up_read(&mm->mmap_sem);
2317 }
2318
2319 /*
2320  * Drive the periodic memory faults..
2321  */
2322 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2323 {
2324         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2325         u64 period, now;
2326
2327         /*
2328          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2329          */
2330         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2331                 return;
2332
2333         /*
2334          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2335          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2336          * task needs to have done some actual work before we bother with
2337          * NUMA placement.
2338          */
2339         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2340         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2341
2342         if (now > curr->node_stamp + period) {
2343                 if (!curr->node_stamp)
2344                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2345                 curr->node_stamp += period;
2346
2347                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2348                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2349                         task_work_add(curr, work, true);
2350                 }
2351         }
2352 }
2353 #else
2354 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2355 {
2356 }
2357
2358 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2359 {
2360 }
2361
2362 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2363 {
2364 }
2365 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2366
2367 static void
2368 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2369 {
2370         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2371         if (!parent_entity(se))
2372                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2373 #ifdef CONFIG_SMP
2374         if (entity_is_task(se)) {
2375                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2376
2377                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2378                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2379         }
2380 #endif
2381         cfs_rq->nr_running++;
2382 }
2383
2384 static void
2385 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2386 {
2387         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2388         if (!parent_entity(se))
2389                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2390         if (entity_is_task(se)) {
2391                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2392                 list_del_init(&se->group_node);
2393         }
2394         cfs_rq->nr_running--;
2395 }
2396
2397 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2398 # ifdef CONFIG_SMP
2399 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2400 {
2401         long tg_weight;
2402
2403         /*
2404          * Use this CPU's real-time load instead of the last load contribution
2405          * as the updating of the contribution is delayed, and we will use the
2406          * the real-time load to calc the share. See update_tg_load_avg().
2407          */
2408         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2409         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2410         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2411
2412         return tg_weight;
2413 }
2414
2415 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2416 {
2417         long tg_weight, load, shares;
2418
2419         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2420         load = cfs_rq->load.weight;
2421
2422         shares = (tg->shares * load);
2423         if (tg_weight)
2424                 shares /= tg_weight;
2425
2426         if (shares < MIN_SHARES)
2427                 shares = MIN_SHARES;
2428         if (shares > tg->shares)
2429                 shares = tg->shares;
2430
2431         return shares;
2432 }
2433 # else /* CONFIG_SMP */
2434 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2435 {
2436         return tg->shares;
2437 }
2438 # endif /* CONFIG_SMP */
2439 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2440                             unsigned long weight)
2441 {
2442         if (se->on_rq) {
2443                 /* commit outstanding execution time */
2444                 if (cfs_rq->curr == se)
2445                         update_curr(cfs_rq);
2446                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2447         }
2448
2449         update_load_set(&se->load, weight);
2450
2451         if (se->on_rq)
2452                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2453 }
2454
2455 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2456
2457 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2458 {
2459         struct task_group *tg;
2460         struct sched_entity *se;
2461         long shares;
2462
2463         tg = cfs_rq->tg;
2464         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2465         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2466                 return;
2467 #ifndef CONFIG_SMP
2468         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2469                 return;
2470 #endif
2471         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2472
2473         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2474 }
2475 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2476 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2477 {
2478 }
2479 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2480
2481 #ifdef CONFIG_SMP
2482 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2483 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2484         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2485         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2486         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2487         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2488         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2489         0x85aac367, 0x82cd8698,
2490 };
2491
2492 /*
2493  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2494  * over-estimates when re-combining.
2495  */
2496 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2497             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2498          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2499         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2500 };
2501
2502 /*
2503  * Approximate:
2504  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2505  */
2506 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2507 {
2508         unsigned int local_n;
2509
2510         if (!n)
2511                 return val;
2512         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2513                 return 0;
2514
2515         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2516         local_n = n;
2517
2518         /*
2519          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2520          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2521          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2522          *
2523          * To achieve constant time decay_load.
2524          */
2525         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2526                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2527                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2528         }
2529
2530         val = mul_u64_u32_shr(val, runnable_avg_yN_inv[local_n], 32);
2531         return val;
2532 }
2533
2534 /*
2535  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2536  * average will be: \Sum 1024*y^n
2537  *
2538  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2539  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2540  */
2541 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2542 {
2543         u32 contrib = 0;
2544
2545         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2546                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2547         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2548                 return LOAD_AVG_MAX;
2549
2550         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2551         do {
2552                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2553                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2554
2555                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2556         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2557
2558         contrib = decay_load(contrib, n);
2559         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2560 }
2561
2562 #if (SCHED_LOAD_SHIFT - SCHED_LOAD_RESOLUTION) != 10 || SCHED_CAPACITY_SHIFT != 10
2563 #error "load tracking assumes 2^10 as unit"
2564 #endif
2565
2566 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
2567
2568 /*
2569  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2570  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2571  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2572  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2573  *
2574  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2575  *      p0            p1           p2
2576  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2577  *
2578  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2579  *
2580  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2581  * following representation of historical load:
2582  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2583  *
2584  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2585  *   y^32 = 0.5
2586  *
2587  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2588  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2589  * (u_0).
2590  *
2591  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2592  * sum again by y is sufficient to update:
2593  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2594  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2595  */
2596 static __always_inline int
2597 __update_load_avg(u64 now, int cpu, struct sched_avg *sa,
2598                   unsigned long weight, int running, struct cfs_rq *cfs_rq)
2599 {
2600         u64 delta, scaled_delta, periods;
2601         u32 contrib;
2602         unsigned int delta_w, scaled_delta_w, decayed = 0;
2603         unsigned long scale_freq, scale_cpu;
2604
2605         delta = now - sa->last_update_time;
2606         /*
2607          * This should only happen when time goes backwards, which it
2608          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2609          */
2610         if ((s64)delta < 0) {
2611                 sa->last_update_time = now;
2612                 return 0;
2613         }
2614
2615         /*
2616          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2617          * approximation of 1us and fast to compute.
2618          */
2619         delta >>= 10;
2620         if (!delta)
2621                 return 0;
2622         sa->last_update_time = now;
2623
2624         scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2625         scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
2626         trace_sched_contrib_scale_f(cpu, scale_freq, scale_cpu);
2627
2628         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2629         delta_w = sa->period_contrib;
2630         if (delta + delta_w >= 1024) {
2631                 decayed = 1;
2632
2633                 /* how much left for next period will start over, we don't know yet */
2634                 sa->period_contrib = 0;
2635
2636                 /*
2637                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2638                  * out how much from delta we need to complete the current
2639                  * period and accrue it.
2640                  */
2641                 delta_w = 1024 - delta_w;
2642                 scaled_delta_w = cap_scale(delta_w, scale_freq);
2643                 if (weight) {
2644                         sa->load_sum += weight * scaled_delta_w;
2645                         if (cfs_rq) {
2646                                 cfs_rq->runnable_load_sum +=
2647                                                 weight * scaled_delta_w;
2648                         }
2649                 }
2650                 if (running)
2651                         sa->util_sum += scaled_delta_w * scale_cpu;
2652
2653                 delta -= delta_w;
2654
2655                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2656                 periods = delta / 1024;
2657                 delta %= 1024;
2658
2659                 sa->load_sum = decay_load(sa->load_sum, periods + 1);
2660                 if (cfs_rq) {
2661                         cfs_rq->runnable_load_sum =
2662                                 decay_load(cfs_rq->runnable_load_sum, periods + 1);
2663                 }
2664                 sa->util_sum = decay_load((u64)(sa->util_sum), periods + 1);
2665
2666                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2667                 contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2668                 contrib = cap_scale(contrib, scale_freq);
2669                 if (weight) {
2670                         sa->load_sum += weight * contrib;
2671                         if (cfs_rq)
2672                                 cfs_rq->runnable_load_sum += weight * contrib;
2673                 }
2674                 if (running)
2675                         sa->util_sum += contrib * scale_cpu;
2676         }
2677
2678         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2679         scaled_delta = cap_scale(delta, scale_freq);
2680         if (weight) {
2681                 sa->load_sum += weight * scaled_delta;
2682                 if (cfs_rq)
2683                         cfs_rq->runnable_load_sum += weight * scaled_delta;
2684         }
2685         if (running)
2686                 sa->util_sum += scaled_delta * scale_cpu;
2687
2688         sa->period_contrib += delta;
2689
2690         if (decayed) {
2691                 sa->load_avg = div_u64(sa->load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2692                 if (cfs_rq) {
2693                         cfs_rq->runnable_load_avg =
2694                                 div_u64(cfs_rq->runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2695                 }
2696                 sa->util_avg = sa->util_sum / LOAD_AVG_MAX;
2697         }
2698
2699         return decayed;
2700 }
2701
2702 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2703 /*
2704  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share (which is done)
2705  * and effective_load (which is not done because it is too costly).
2706  */
2707 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
2708 {
2709         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2710
2711         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
2712                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
2713                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
2714         }
2715 }
2716
2717 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2718 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
2719 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2720
2721 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq)
2722 {
2723         if (&this_rq()->cfs == cfs_rq) {
2724                 /*
2725                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
2726                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
2727                  * a real problem -- added to that it only calls on the local
2728                  * CPU, so if we enqueue remotely we'll miss an update, but
2729                  * the next tick/schedule should update.
2730                  *
2731                  * It will not get called when we go idle, because the idle
2732                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
2733                  * number include things like RT tasks.
2734                  *
2735                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
2736                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
2737                  *
2738                  * See cpu_util().
2739                  */
2740                 cpufreq_update_util(rq_of(cfs_rq), 0);
2741         }
2742 }
2743
2744 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2745
2746 /*
2747  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2748  *
2749  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2750  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2751  * values.
2752  */
2753 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2754         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2755         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2756         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2757         res = var - val;                                        \
2758         if (res > var)                                          \
2759                 res = 0;                                        \
2760         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2761 } while (0)
2762
2763 /* Group cfs_rq's load_avg is used for task_h_load and update_cfs_share */
2764 static inline int update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq,
2765                                          bool update_freq)
2766 {
2767         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
2768         int decayed, removed = 0, removed_util = 0;
2769
2770         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
2771                 s64 r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
2772                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
2773                 sub_positive(&sa->load_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2774                 removed = 1;
2775         }
2776
2777         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
2778                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
2779                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
2780                 sub_positive(&sa->util_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2781                 removed_util = 1;
2782         }
2783
2784         decayed = __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2785                 scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->curr != NULL, cfs_rq);
2786
2787 #ifndef CONFIG_64BIT
2788         smp_wmb();
2789         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
2790 #endif
2791
2792         /* Trace CPU load, unless cfs_rq belongs to a non-root task_group */
2793         if (cfs_rq == &rq_of(cfs_rq)->cfs)
2794                 trace_sched_load_avg_cpu(cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq);
2795
2796         if (update_freq && (decayed || removed_util))
2797                 cfs_rq_util_change(cfs_rq);
2798
2799         return decayed || removed;
2800 }
2801
2802 /* Update task and its cfs_rq load average */
2803 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg)
2804 {
2805         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2806         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2807         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
2808
2809         /*
2810          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
2811          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
2812          */
2813         __update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
2814                           se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2815                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2816
2817         if (update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq, true) && update_tg)
2818                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2819
2820         if (entity_is_task(se))
2821                 trace_sched_load_avg_task(task_of(se), &se->avg);
2822 }
2823
2824 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2825 {
2826         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
2827                 goto skip_aging;
2828
2829         /*
2830          * If we got migrated (either between CPUs or between cgroups) we'll
2831          * have aged the average right before clearing @last_update_time.
2832          */
2833         if (se->avg.last_update_time) {
2834                 __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2835                                   &se->avg, 0, 0, NULL);
2836
2837                 /*
2838                  * XXX: we could have just aged the entire load away if we've been
2839                  * absent from the fair class for too long.
2840                  */
2841         }
2842
2843 skip_aging:
2844         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2845         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2846         cfs_rq->avg.load_sum += se->avg.load_sum;
2847         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
2848         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
2849
2850         cfs_rq_util_change(cfs_rq);
2851 }
2852
2853 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2854 {
2855         __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2856                           &se->avg, se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2857                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2858
2859         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2860         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se->avg.load_sum);
2861         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
2862         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
2863
2864         cfs_rq_util_change(cfs_rq);
2865 }
2866
2867 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
2868 static inline void
2869 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2870 {
2871         struct sched_avg *sa = &se->avg;
2872         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2873         int migrated, decayed;
2874
2875         migrated = !sa->last_update_time;
2876         if (!migrated) {
2877                 __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2878                         se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2879                         cfs_rq->curr == se, NULL);
2880         }
2881
2882         decayed = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq, !migrated);
2883
2884         cfs_rq->runnable_load_avg += sa->load_avg;
2885         cfs_rq->runnable_load_sum += sa->load_sum;
2886
2887         if (migrated)
2888                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
2889
2890         if (decayed || migrated)
2891                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2892 }
2893
2894 /* Remove the runnable load generated by se from cfs_rq's runnable load average */
2895 static inline void
2896 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2897 {
2898         update_load_avg(se, 1);
2899
2900         cfs_rq->runnable_load_avg =
2901                 max_t(long, cfs_rq->runnable_load_avg - se->avg.load_avg, 0);
2902         cfs_rq->runnable_load_sum =
2903                 max_t(s64,  cfs_rq->runnable_load_sum - se->avg.load_sum, 0);
2904 }
2905
2906 #ifndef CONFIG_64BIT
2907 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2908 {
2909         u64 last_update_time_copy;
2910         u64 last_update_time;
2911
2912         do {
2913                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
2914                 smp_rmb();
2915                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2916         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
2917
2918         return last_update_time;
2919 }
2920 #else
2921 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2922 {
2923         return cfs_rq->avg.last_update_time;
2924 }
2925 #endif
2926
2927 /*
2928  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
2929  * the previous rq.
2930  */
2931 void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
2932 {
2933         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2934         u64 last_update_time;
2935
2936         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
2937         __update_load_avg(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), &se->avg, 0, 0, NULL);
2938 }
2939
2940 /*
2941  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
2942  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
2943  */
2944 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
2945 {
2946         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2947
2948         /*
2949          * Newly created task or never used group entity should not be removed
2950          * from its (source) cfs_rq
2951          */
2952         if (se->avg.last_update_time == 0)
2953                 return;
2954
2955         sync_entity_load_avg(se);
2956         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
2957         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
2958 }
2959
2960 /*
2961  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2962  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2963  * be the only way to update the runnable statistic.
2964  */
2965 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2966 {
2967 }
2968
2969 /*
2970  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2971  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2972  * be the only way to update the runnable statistic.
2973  */
2974 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2975 {
2976 }
2977
2978 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2979 {
2980         return cfs_rq->runnable_load_avg;
2981 }
2982
2983 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2984 {
2985         return cfs_rq->avg.load_avg;
2986 }
2987
2988 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2989
2990 #else /* CONFIG_SMP */
2991
2992 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg)
2993 {
2994         cpufreq_update_util(rq_of(cfs_rq_of(se)), 0);
2995 }
2996
2997 static inline void
2998 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2999 static inline void
3000 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3001 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3002
3003 static inline void
3004 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3005 static inline void
3006 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3007
3008 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
3009 {
3010         return 0;
3011 }
3012
3013 #endif /* CONFIG_SMP */
3014
3015 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3016 {
3017 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3018         struct task_struct *tsk = NULL;
3019
3020         if (entity_is_task(se))
3021                 tsk = task_of(se);
3022
3023         if (se->statistics.sleep_start) {
3024                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
3025
3026                 if ((s64)delta < 0)
3027                         delta = 0;
3028
3029                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
3030                         se->statistics.sleep_max = delta;
3031
3032                 se->statistics.sleep_start = 0;
3033                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
3034
3035                 if (tsk) {
3036                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
3037                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
3038                 }
3039         }
3040         if (se->statistics.block_start) {
3041                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
3042
3043                 if ((s64)delta < 0)
3044                         delta = 0;
3045
3046                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
3047                         se->statistics.block_max = delta;
3048
3049                 se->statistics.block_start = 0;
3050                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
3051
3052                 if (tsk) {
3053                         if (tsk->in_iowait) {
3054                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
3055                                 se->statistics.iowait_count++;
3056                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
3057                         }
3058
3059                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
3060                         trace_sched_blocked_reason(tsk);
3061
3062                         /*
3063                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
3064                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
3065                          * amount of time that the task spent sleeping:
3066                          */
3067                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
3068                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
3069                                                 (void *)get_wchan(tsk),
3070                                                 delta >> 20);
3071                         }
3072                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
3073                 }
3074         }
3075 #endif
3076 }
3077
3078 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3079 {
3080 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3081         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3082
3083         if (d < 0)
3084                 d = -d;
3085
3086         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3087                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
3088 #endif
3089 }
3090
3091 static void
3092 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3093 {
3094         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3095
3096         /*
3097          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3098          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3099          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3100          * stays open at the end.
3101          */
3102         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3103                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3104
3105         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3106         if (!initial) {
3107                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3108
3109                 /*
3110                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3111                  * for a gentler effect of sleepers:
3112                  */
3113                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3114                         thresh >>= 1;
3115
3116                 vruntime -= thresh;
3117         }
3118
3119         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3120         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3121 }
3122
3123 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3124
3125 static void
3126 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3127 {
3128         /*
3129          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3130          * through calling update_curr().
3131          */
3132         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3133                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3134
3135         /*
3136          * Update run-time statistics of the 'current'.
3137          */
3138         update_curr(cfs_rq);
3139         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3140         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3141         update_cfs_shares(cfs_rq);
3142
3143         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3144                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3145                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3146         }
3147
3148         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3149         check_spread(cfs_rq, se);
3150         if (se != cfs_rq->curr)
3151                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3152         se->on_rq = 1;
3153
3154         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3155                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3156                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3157         }
3158 }
3159
3160 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3161 {
3162         for_each_sched_entity(se) {
3163                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3164                 if (cfs_rq->last != se)
3165                         break;
3166
3167                 cfs_rq->last = NULL;
3168         }
3169 }
3170
3171 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3172 {
3173         for_each_sched_entity(se) {
3174                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3175                 if (cfs_rq->next != se)
3176                         break;
3177
3178                 cfs_rq->next = NULL;
3179         }
3180 }
3181
3182 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3183 {
3184         for_each_sched_entity(se) {
3185                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3186                 if (cfs_rq->skip != se)
3187                         break;
3188
3189                 cfs_rq->skip = NULL;
3190         }
3191 }
3192
3193 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3194 {
3195         if (cfs_rq->last == se)
3196                 __clear_buddies_last(se);
3197
3198         if (cfs_rq->next == se)
3199                 __clear_buddies_next(se);
3200
3201         if (cfs_rq->skip == se)
3202                 __clear_buddies_skip(se);
3203 }
3204
3205 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3206
3207 static void
3208 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3209 {
3210         /*
3211          * Update run-time statistics of the 'current'.
3212          */
3213         update_curr(cfs_rq);
3214         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3215
3216         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3217         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3218 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3219                 if (entity_is_task(se)) {
3220                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3221
3222                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3223                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3224                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3225                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3226                 }
3227 #endif
3228         }
3229
3230         clear_buddies(cfs_rq, se);
3231
3232         if (se != cfs_rq->curr)
3233                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3234         se->on_rq = 0;
3235         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3236
3237         /*
3238          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3239          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3240          * movement in our normalized position.
3241          */
3242         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3243                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3244
3245         /* return excess runtime on last dequeue */
3246         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3247
3248         update_min_vruntime(cfs_rq);
3249         update_cfs_shares(cfs_rq);
3250 }
3251
3252 /*
3253  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3254  */
3255 static void
3256 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3257 {
3258         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3259         struct sched_entity *se;
3260         s64 delta;
3261
3262         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3263         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3264         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3265                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3266                 /*
3267                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3268                  * re-elected due to buddy favours.
3269                  */
3270                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3271                 return;
3272         }
3273
3274         /*
3275          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3276          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3277          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3278          */
3279         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3280                 return;
3281
3282         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3283         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3284
3285         if (delta < 0)
3286                 return;
3287
3288         if (delta > ideal_runtime)
3289                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3290 }
3291
3292 static void
3293 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3294 {
3295         /* 'current' is not kept within the tree. */
3296         if (se->on_rq) {
3297                 /*
3298                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3299                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3300                  * runqueue.
3301                  */
3302                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3303                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3304                 update_load_avg(se, 1);
3305         }
3306
3307         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3308         cfs_rq->curr = se;
3309 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3310         /*
3311          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3312          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3313          * when there are only lesser-weight tasks around):
3314          */
3315         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3316                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3317                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3318         }
3319 #endif
3320         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3321 }
3322
3323 static int
3324 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3325
3326 /*
3327  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3328  * 1) keep things fair between processes/task groups
3329  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3330  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3331  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3332  */
3333 static struct sched_entity *
3334 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3335 {
3336         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3337         struct sched_entity *se;
3338
3339         /*
3340          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3341          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3342          */
3343         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3344                 left = curr;
3345
3346         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3347
3348         /*
3349          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3350          * be done without getting too unfair.
3351          */
3352         if (cfs_rq->skip == se) {
3353                 struct sched_entity *second;
3354
3355                 if (se == curr) {
3356                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3357                 } else {
3358                         second = __pick_next_entity(se);
3359                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3360                                 second = curr;
3361                 }
3362
3363                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3364                         se = second;
3365         }
3366
3367         /*
3368          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3369          */
3370         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3371                 se = cfs_rq->last;
3372
3373         /*
3374          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3375          */
3376         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3377                 se = cfs_rq->next;
3378
3379         clear_buddies(cfs_rq, se);
3380
3381         return se;
3382 }
3383
3384 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3385
3386 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3387 {
3388         /*
3389          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3390          * was not called and update_curr() has to be done:
3391          */
3392         if (prev->on_rq)
3393                 update_curr(cfs_rq);
3394
3395         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3396         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3397
3398         check_spread(cfs_rq, prev);
3399         if (prev->on_rq) {
3400                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3401                 /* Put 'current' back into the tree. */
3402                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3403                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3404                 update_load_avg(prev, 0);
3405         }
3406         cfs_rq->curr = NULL;
3407 }
3408
3409 static void
3410 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3411 {
3412         /*
3413          * Update run-time statistics of the 'current'.
3414          */
3415         update_curr(cfs_rq);
3416
3417         /*
3418          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3419          */
3420         update_load_avg(curr, 1);
3421         update_cfs_shares(cfs_rq);
3422
3423 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3424         /*
3425          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3426          * validating it and just reschedule.
3427          */
3428         if (queued) {
3429                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3430                 return;
3431         }
3432         /*
3433          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3434          */
3435         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3436                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3437                 return;
3438 #endif
3439
3440         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3441                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3442 }
3443
3444
3445 /**************************************************
3446  * CFS bandwidth control machinery
3447  */
3448
3449 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3450
3451 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3452 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3453
3454 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3455 {
3456         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3457 }
3458
3459 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3460 {
3461         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3462 }
3463
3464 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3465 {
3466         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3467 }
3468 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3469 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3470 {
3471         return true;
3472 }
3473
3474 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3475 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3476 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3477
3478 /*
3479  * default period for cfs group bandwidth.
3480  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3481  */
3482 static inline u64 default_cfs_period(void)
3483 {
3484         return 100000000ULL;
3485 }
3486
3487 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3488 {
3489         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3490 }
3491
3492 /*
3493  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3494  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3495  * additional synchronization around rq->lock.
3496  *
3497  * requires cfs_b->lock
3498  */
3499 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3500 {
3501         u64 now;
3502
3503         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3504                 return;
3505
3506         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3507         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3508         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3509 }
3510
3511 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3512 {
3513         return &tg->cfs_bandwidth;
3514 }
3515
3516 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3517 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3518 {
3519         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3520                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3521
3522         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3523 }
3524
3525 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3526 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3527 {
3528         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3529         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3530         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3531
3532         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3533         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3534
3535         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3536         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3537                 amount = min_amount;
3538         else {
3539                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3540
3541                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3542                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3543                         cfs_b->runtime -= amount;
3544                         cfs_b->idle = 0;
3545                 }
3546         }
3547         expires = cfs_b->runtime_expires;
3548         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3549
3550         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3551         /*
3552          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3553          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3554          * issued.
3555          */
3556         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3557                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3558
3559         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3560 }
3561
3562 /*
3563  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3564  * fact that rq->clock snapshots this value.
3565  */
3566 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3567 {
3568         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3569
3570         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3571         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3572                 return;
3573
3574         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3575                 return;
3576
3577         /*
3578          * If the local deadline has passed we have to consider the
3579          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3580          * has not truly expired.
3581          *
3582          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3583          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3584          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3585          * exact equality, so a partial write will still work.
3586          */
3587
3588         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3589                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3590                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3591         } else {
3592                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3593                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3594         }
3595 }
3596
3597 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3598 {
3599         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3600         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3601         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3602
3603         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3604                 return;
3605
3606         /*
3607          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3608          * hierarchy can be throttled
3609          */
3610         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3611                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3612 }
3613
3614 static __always_inline
3615 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3616 {
3617         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3618                 return;
3619
3620         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3621 }
3622
3623 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3624 {
3625         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3626 }
3627
3628 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3629 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3630 {
3631         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3632 }
3633
3634 /*
3635  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3636  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3637  * load-balance operations.
3638  */
3639 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3640                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3641 {
3642         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3643
3644         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3645         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3646
3647         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3648                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3649 }
3650
3651 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3652 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3653 {
3654         struct rq *rq = data;
3655         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3656
3657         cfs_rq->throttle_count--;
3658 #ifdef CONFIG_SMP
3659         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3660                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3661                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3662                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3663         }
3664 #endif
3665
3666         return 0;
3667 }
3668
3669 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3670 {
3671         struct rq *rq = data;
3672         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3673
3674         /* group is entering throttled state, stop time */
3675         if (!cfs_rq->throttle_count)
3676                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3677         cfs_rq->throttle_count++;
3678
3679         return 0;
3680 }
3681
3682 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3683 {
3684         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3685         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3686         struct sched_entity *se;
3687         long task_delta, dequeue = 1;
3688         bool empty;
3689
3690         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3691
3692         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3693         rcu_read_lock();
3694         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3695         rcu_read_unlock();
3696
3697         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3698         for_each_sched_entity(se) {
3699                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3700                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3701                 if (!se->on_rq)
3702                         break;
3703
3704                 if (dequeue)
3705                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3706                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3707
3708                 if (qcfs_rq->load.weight)
3709                         dequeue = 0;
3710         }
3711
3712         if (!se)
3713                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3714
3715         cfs_rq->throttled = 1;
3716         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3717         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3718         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3719
3720         /*
3721          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3722          * distribute_cfs_runtime will not see us
3723          */
3724         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3725
3726         /*
3727          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
3728          * timer is running.
3729          */
3730         if (empty)
3731                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3732
3733         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3734 }
3735
3736 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3737 {
3738         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3739         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3740         struct sched_entity *se;
3741         int enqueue = 1;
3742         long task_delta;
3743
3744         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3745
3746         cfs_rq->throttled = 0;
3747
3748         update_rq_clock(rq);
3749
3750         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3751         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3752         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3753         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3754
3755         /* update hierarchical throttle state */
3756         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3757
3758         if (!cfs_rq->load.weight)
3759                 return;
3760
3761         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3762         for_each_sched_entity(se) {
3763                 if (se->on_rq)
3764                         enqueue = 0;
3765
3766                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3767                 if (enqueue)
3768                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3769                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3770
3771                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3772                         break;
3773         }
3774
3775         if (!se)
3776                 add_nr_running(rq, task_delta);
3777
3778         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3779         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3780                 resched_curr(rq);
3781 }
3782
3783 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3784                 u64 remaining, u64 expires)
3785 {
3786         struct cfs_rq *cfs_rq;
3787         u64 runtime;
3788         u64 starting_runtime = remaining;
3789
3790         rcu_read_lock();
3791         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3792                                 throttled_list) {
3793                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3794
3795                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3796                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3797                         goto next;
3798
3799                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3800                 if (runtime > remaining)
3801                         runtime = remaining;
3802                 remaining -= runtime;
3803
3804                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3805                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3806
3807                 /* we check whether we're throttled above */
3808                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3809                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3810
3811 next:
3812                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3813
3814                 if (!remaining)
3815                         break;
3816         }
3817         rcu_read_unlock();
3818
3819         return starting_runtime - remaining;
3820 }
3821
3822 /*
3823  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3824  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3825  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3826  * used to track this state.
3827  */
3828 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3829 {
3830         u64 runtime, runtime_expires;
3831         int throttled;
3832
3833         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3834         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3835                 goto out_deactivate;
3836
3837         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3838         cfs_b->nr_periods += overrun;
3839
3840         /*
3841          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3842          * we're going inactive then everything else can be deferred
3843          */
3844         if (cfs_b->idle && !throttled)
3845                 goto out_deactivate;
3846
3847         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3848
3849         if (!throttled) {
3850                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3851                 cfs_b->idle = 1;
3852                 return 0;
3853         }
3854
3855         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3856         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3857
3858         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3859
3860         /*
3861          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3862          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3863          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3864          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3865          * only by limited amounts in that extreme case.
3866          */
3867         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3868                 runtime = cfs_b->runtime;
3869                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3870                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3871                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3872                                                  runtime_expires);
3873                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3874
3875                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3876
3877                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3878         }
3879
3880         /*
3881          * While we are ensured activity in the period following an
3882          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3883          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3884          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3885          */
3886         cfs_b->idle = 0;
3887
3888         return 0;
3889
3890 out_deactivate:
3891         return 1;
3892 }
3893
3894 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3895 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3896 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3897 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3898 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3899 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3900
3901 /*
3902  * Are we near the end of the current quota period?
3903  *
3904  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3905  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
3906  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3907  */
3908 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3909 {
3910         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3911         u64 remaining;
3912
3913         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3914         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3915                 return 1;
3916
3917         /* is a quota refresh about to occur? */
3918         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3919         if (remaining < min_expire)
3920                 return 1;
3921
3922         return 0;
3923 }
3924
3925 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3926 {
3927         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3928
3929         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3930         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3931                 return;
3932
3933         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
3934                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
3935                         HRTIMER_MODE_REL);
3936 }
3937
3938 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3939 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3940 {
3941         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3942         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3943
3944         if (slack_runtime <= 0)
3945                 return;
3946
3947         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3948         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3949             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3950                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3951
3952                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3953                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3954                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3955                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3956         }
3957         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3958
3959         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3960         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3961 }
3962
3963 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3964 {
3965         if (!cfs_bandwidth_used())
3966                 return;
3967
3968         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3969                 return;
3970
3971         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3972 }
3973
3974 /*
3975  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3976  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3977  */
3978 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3979 {
3980         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3981         u64 expires;
3982
3983         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3984         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3985         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3986                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3987                 return;
3988         }
3989
3990         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3991                 runtime = cfs_b->runtime;
3992
3993         expires = cfs_b->runtime_expires;
3994         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3995
3996         if (!runtime)
3997                 return;
3998
3999         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
4000
4001         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4002         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
4003                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
4004         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4005 }
4006
4007 /*
4008  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4009  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4010  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4011  */
4012 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4013 {
4014         if (!cfs_bandwidth_used())
4015                 return;
4016
4017         /* Synchronize hierarchical throttle counter: */
4018         if (unlikely(!cfs_rq->throttle_uptodate)) {
4019                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4020                 struct cfs_rq *pcfs_rq;
4021                 struct task_group *tg;
4022
4023                 cfs_rq->throttle_uptodate = 1;
4024
4025                 /* Get closest up-to-date node, because leaves go first: */
4026                 for (tg = cfs_rq->tg->parent; tg; tg = tg->parent) {
4027                         pcfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4028                         if (pcfs_rq->throttle_uptodate)
4029                                 break;
4030                 }
4031                 if (tg) {
4032                         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4033                         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4034                 }
4035         }
4036
4037         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4038         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4039                 return;
4040
4041         /* ensure the group is not already throttled */
4042         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4043                 return;
4044
4045         /* update runtime allocation */
4046         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4047         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4048                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4049 }
4050
4051 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4052 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4053 {
4054         if (!cfs_bandwidth_used())
4055                 return false;
4056
4057         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4058                 return false;
4059
4060         /*
4061          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4062          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4063          */
4064         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4065                 return true;
4066
4067         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4068         return true;
4069 }
4070
4071 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4072 {
4073         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4074                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4075
4076         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4077
4078         return HRTIMER_NORESTART;
4079 }
4080
4081 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4082 {
4083         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4084                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4085         int overrun;
4086         int idle = 0;
4087
4088         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4089         for (;;) {
4090                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4091                 if (!overrun)
4092                         break;
4093
4094                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4095         }
4096         if (idle)
4097                 cfs_b->period_active = 0;
4098         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4099
4100         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4101 }
4102
4103 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4104 {
4105         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4106         cfs_b->runtime = 0;
4107         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4108         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4109
4110         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4111         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4112         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4113         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4114         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4115 }
4116
4117 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4118 {
4119         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4120         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4121 }
4122
4123 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4124 {
4125         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4126
4127         if (!cfs_b->period_active) {
4128                 cfs_b->period_active = 1;
4129                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4130                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4131         }
4132 }
4133
4134 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4135 {
4136         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4137         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4138                 return;
4139
4140         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4141         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4142 }
4143
4144 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4145 {
4146         struct cfs_rq *cfs_rq;
4147
4148         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4149                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4150
4151                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4152                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4153                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4154         }
4155 }
4156
4157 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4158 {
4159         struct cfs_rq *cfs_rq;
4160
4161         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4162                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4163                         continue;
4164
4165                 /*
4166                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4167                  * there's some valid quota amount
4168                  */
4169                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4170                 /*
4171                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4172                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4173                  */
4174                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4175
4176                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4177                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4178         }
4179 }
4180
4181 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4182 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4183 {
4184         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4185 }
4186
4187 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4188 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4189 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4190 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4191
4192 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4193 {
4194         return 0;
4195 }
4196
4197 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4198 {
4199         return 0;
4200 }
4201
4202 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4203                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4204 {
4205         return 0;
4206 }
4207
4208 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4209
4210 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4211 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4212 #endif
4213
4214 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4215 {
4216         return NULL;
4217 }
4218 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4219 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4220 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4221
4222 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4223
4224 /**************************************************
4225  * CFS operations on tasks:
4226  */
4227
4228 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4229 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4230 {
4231         struct sched_entity *se = &p->se;
4232         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4233
4234         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4235
4236         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4237                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4238                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4239                 s64 delta = slice - ran;
4240
4241                 if (delta < 0) {
4242                         if (rq->curr == p)
4243                                 resched_curr(rq);
4244                         return;
4245                 }
4246                 hrtick_start(rq, delta);
4247         }
4248 }
4249
4250 /*
4251  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4252  * current task is from our class and nr_running is low enough
4253  * to matter.
4254  */
4255 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4256 {
4257         struct task_struct *curr = rq->curr;
4258
4259         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4260                 return;
4261
4262         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4263                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4264 }
4265 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4266 static inline void
4267 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4268 {
4269 }
4270
4271 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4272 {
4273 }
4274 #endif
4275
4276 #ifdef CONFIG_SMP
4277 static bool cpu_overutilized(int cpu);
4278 unsigned long boosted_cpu_util(int cpu);
4279 #else
4280 #define boosted_cpu_util(cpu) cpu_util(cpu)
4281 #endif
4282
4283 #ifdef CONFIG_SMP
4284 static void update_capacity_of(int cpu)
4285 {
4286         unsigned long req_cap;
4287
4288         if (!sched_freq())
4289                 return;
4290
4291         /* Convert scale-invariant capacity to cpu. */
4292         req_cap = boosted_cpu_util(cpu);
4293         req_cap = req_cap * SCHED_CAPACITY_SCALE / capacity_orig_of(cpu);
4294         set_cfs_cpu_capacity(cpu, true, req_cap);
4295 }
4296 #endif
4297
4298 /*
4299  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4300  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4301  * then put the task into the rbtree:
4302  */
4303 static void
4304 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4305 {
4306         struct cfs_rq *cfs_rq;
4307         struct sched_entity *se = &p->se;
4308 #ifdef CONFIG_SMP
4309         int task_new = flags & ENQUEUE_WAKEUP_NEW;
4310         int task_wakeup = flags & ENQUEUE_WAKEUP;
4311 #endif
4312
4313         /*
4314          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
4315          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
4316          * passed.
4317          */
4318         if (p->in_iowait)
4319                 cpufreq_update_this_cpu(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
4320
4321         for_each_sched_entity(se) {
4322                 if (se->on_rq)
4323                         break;
4324                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4325                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4326
4327                 /*
4328                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4329                  *
4330                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4331                  * post the final h_nr_running increment below.
4332                 */
4333                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4334                         break;
4335                 cfs_rq->h_nr_running++;
4336                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4337
4338                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4339         }
4340
4341         for_each_sched_entity(se) {
4342                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4343                 cfs_rq->h_nr_running++;
4344                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4345
4346                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4347                         break;
4348
4349                 update_load_avg(se, 1);
4350                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4351         }
4352
4353         if (!se)
4354                 add_nr_running(rq, 1);
4355
4356 #ifdef CONFIG_SMP
4357
4358         /*
4359          * Update SchedTune accounting.
4360          *
4361          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4362          * boost value of the current task is accounted for in the
4363          * selection of the OPP.
4364          *
4365          * We do it also in the case where we enqueue a throttled task;
4366          * we could argue that a throttled task should not boost a CPU,
4367          * however:
4368          * a) properly implementing CPU boosting considering throttled
4369          *    tasks will increase a lot the complexity of the solution
4370          * b) it's not easy to quantify the benefits introduced by
4371          *    such a more complex solution.
4372          * Thus, for the time being we go for the simple solution and boost
4373          * also for throttled RQs.
4374          */
4375         schedtune_enqueue_task(p, cpu_of(rq));
4376
4377         if (!se) {
4378                 walt_inc_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4379                 if (!task_new && !rq->rd->overutilized &&
4380                     cpu_overutilized(rq->cpu)) {
4381                         rq->rd->overutilized = true;
4382                         trace_sched_overutilized(true);
4383                 }
4384
4385                 /*
4386                  * We want to potentially trigger a freq switch
4387                  * request only for tasks that are waking up; this is
4388                  * because we get here also during load balancing, but
4389                  * in these cases it seems wise to trigger as single
4390                  * request after load balancing is done.
4391                  */
4392                 if (task_new || task_wakeup)
4393                         update_capacity_of(cpu_of(rq));
4394         }
4395
4396 #endif /* CONFIG_SMP */
4397         hrtick_update(rq);
4398 }
4399
4400 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4401
4402 /*
4403  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4404  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4405  * update the fair scheduling stats:
4406  */
4407 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4408 {
4409         struct cfs_rq *cfs_rq;
4410         struct sched_entity *se = &p->se;
4411         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4412
4413         for_each_sched_entity(se) {
4414                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4415                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4416
4417                 /*
4418                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4419                  *
4420                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4421                  * post the final h_nr_running decrement below.
4422                 */
4423                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4424                         break;
4425                 cfs_rq->h_nr_running--;
4426                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4427
4428                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4429                 if (cfs_rq->load.weight) {
4430                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
4431                         se = parent_entity(se);
4432                         /*
4433                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4434                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4435                          */
4436                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
4437                                 set_next_buddy(se);
4438                         break;
4439                 }
4440                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4441         }
4442
4443         for_each_sched_entity(se) {
4444                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4445                 cfs_rq->h_nr_running--;
4446                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4447
4448                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4449                         break;
4450
4451                 update_load_avg(se, 1);
4452                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4453         }
4454
4455         if (!se)
4456                 sub_nr_running(rq, 1);
4457
4458 #ifdef CONFIG_SMP
4459
4460         /*
4461          * Update SchedTune accounting
4462          *
4463          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4464          * boost value of the current task is accounted for in the
4465          * selection of the OPP.
4466          */
4467         schedtune_dequeue_task(p, cpu_of(rq));
4468
4469         if (!se) {
4470                 walt_dec_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4471
4472                 /*
4473                  * We want to potentially trigger a freq switch
4474                  * request only for tasks that are going to sleep;
4475                  * this is because we get here also during load
4476                  * balancing, but in these cases it seems wise to
4477                  * trigger as single request after load balancing is
4478                  * done.
4479                  */
4480                 if (task_sleep) {
4481                         if (rq->cfs.nr_running)
4482                                 update_capacity_of(cpu_of(rq));
4483                         else if (sched_freq())
4484                                 set_cfs_cpu_capacity(cpu_of(rq), false, 0);
4485                 }
4486         }
4487
4488 #endif /* CONFIG_SMP */
4489
4490         hrtick_update(rq);
4491 }
4492
4493 #ifdef CONFIG_SMP
4494
4495 /*
4496  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4497  */
4498
4499 /*
4500  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4501  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4502  *
4503  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4504  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4505  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4506  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4507  *
4508  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4509  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4510  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4511  *
4512  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4513  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4514  * particular idx is approximated to be zero.
4515  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4516  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4517  * based on 128 point scale.
4518  * Example:
4519  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4520  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4521  *
4522  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4523  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4524  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4525  */
4526 #define DEGRADE_SHIFT           7
4527 static const unsigned char
4528                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4529 static const unsigned char
4530                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4531                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4532                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4533                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4534                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4535                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4536
4537 /*
4538  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4539  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4540  * adding any new load.
4541  */
4542 static unsigned long
4543 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4544 {
4545         int j = 0;
4546
4547         if (!missed_updates)
4548                 return load;
4549
4550         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4551                 return 0;
4552
4553         if (idx == 1)
4554                 return load >> missed_updates;
4555
4556         while (missed_updates) {
4557                 if (missed_updates % 2)
4558                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4559
4560                 missed_updates >>= 1;
4561                 j++;
4562         }
4563         return load;
4564 }
4565
4566 /*
4567  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4568  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4569  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4570  */
4571 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4572                               unsigned long pending_updates)
4573 {
4574         int i, scale;
4575
4576         this_rq->nr_load_updates++;
4577
4578         /* Update our load: */
4579         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4580         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4581                 unsigned long old_load, new_load;
4582
4583                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4584
4585                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4586                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4587                 new_load = this_load;
4588                 /*
4589                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4590                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4591                  * example.
4592                  */
4593                 if (new_load > old_load)
4594                         new_load += scale - 1;
4595
4596                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4597         }
4598
4599         sched_avg_update(this_rq);
4600 }
4601
4602 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4603 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4604 {
4605         return cfs_rq_runnable_load_avg(&cpu_rq(cpu)->cfs);
4606 }
4607
4608 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4609 /*
4610  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4611  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4612  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4613  *
4614  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4615  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4616  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4617  * (tick_nohz_idle_exit).
4618  *
4619  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
4620  */
4621
4622 /*
4623  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
4624  * idle balance.
4625  */
4626 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
4627 {
4628         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4629         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4630         unsigned long pending_updates;
4631
4632         /*
4633          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
4634          */
4635         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4636                 return;
4637
4638         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4639         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4640
4641         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
4642 }
4643
4644 /*
4645  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
4646  */
4647 void update_cpu_load_nohz(void)
4648 {
4649         struct rq *this_rq = this_rq();
4650         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4651         unsigned long pending_updates;
4652
4653         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4654                 return;
4655
4656         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4657         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4658         if (pending_updates) {
4659                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4660                 /*
4661                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
4662                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
4663                  */
4664                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
4665         }
4666         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4667 }
4668 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
4669
4670 /*
4671  * Called from scheduler_tick()
4672  */
4673 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
4674 {
4675         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4676         /*
4677          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
4678          */
4679         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
4680         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
4681 }
4682
4683 /*
4684  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4685  * according to the scheduling class and "nice" value.
4686  *
4687  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4688  * balance conservatively.
4689  */
4690 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4691 {
4692         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4693         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4694
4695         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4696                 return total;
4697
4698         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4699 }
4700
4701 /*
4702  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4703  * according to the scheduling class and "nice" value.
4704  */
4705 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4706 {
4707         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4708         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4709
4710         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4711                 return total;
4712
4713         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4714 }
4715
4716
4717 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4718 {
4719         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4720         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4721         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(cpu);
4722
4723         if (nr_running)
4724                 return load_avg / nr_running;
4725
4726         return 0;
4727 }
4728
4729 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4730 {
4731         /*
4732          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4733          * about the boundary, really active task won't care
4734          * about the loss.
4735          */
4736         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4737                 current->wakee_flips >>= 1;
4738                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4739         }
4740
4741         if (current->last_wakee != p) {
4742                 current->last_wakee = p;
4743                 current->wakee_flips++;
4744         }
4745 }
4746
4747 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4748 {
4749         struct sched_entity *se = &p->se;
4750         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4751         u64 min_vruntime;
4752
4753 #ifndef CONFIG_64BIT
4754         u64 min_vruntime_copy;
4755
4756         do {
4757                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4758                 smp_rmb();
4759                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4760         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4761 #else
4762         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4763 #endif
4764
4765         se->vruntime -= min_vruntime;
4766         record_wakee(p);
4767 }
4768
4769 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4770 /*
4771  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4772  *
4773  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4774  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4775  * can calculate the shift in shares.
4776  *
4777  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4778  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4779  * total group weight.
4780  *
4781  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4782  * distribution (s_i) using:
4783  *
4784  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4785  *
4786  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4787  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4788  * shares distribution (s_i):
4789  *
4790  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4791  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4792  *
4793  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4794  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4795  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4796  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4797  *
4798  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4799  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4800  *
4801  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4802  *
4803  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4804  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4805  * weight and shares distributions like:
4806  *
4807  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4808  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4809  *
4810  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4811  *
4812  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4813  *
4814  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4815  *
4816  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4817  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4818  * 4/7) times the weight of the group.
4819  */
4820 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4821 {
4822         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4823
4824         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4825                 return wl;
4826
4827         for_each_sched_entity(se) {
4828                 struct cfs_rq *cfs_rq = se->my_q;
4829                 long W, w = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
4830
4831                 tg = cfs_rq->tg;
4832
4833                 /*
4834                  * W = @wg + \Sum rw_j
4835                  */
4836                 W = wg + atomic_long_read(&tg->load_avg);
4837
4838                 /* Ensure \Sum rw_j >= rw_i */
4839                 W -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
4840                 W += w;
4841
4842                 /*
4843                  * w = rw_i + @wl
4844                  */
4845                 w += wl;
4846
4847                 /*
4848                  * wl = S * s'_i; see (2)
4849                  */
4850                 if (W > 0 && w < W)
4851                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4852                 else
4853                         wl = tg->shares;
4854
4855                 /*
4856                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4857                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4858                  * calc_cfs_shares().
4859                  */
4860                 if (wl < MIN_SHARES)
4861                         wl = MIN_SHARES;
4862
4863                 /*
4864                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4865                  */
4866                 wl -= se->avg.load_avg;
4867
4868                 /*
4869                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4870                  * the final effective load change on the root group. Since
4871                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4872                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4873                  * resulting from this level per the above.
4874                  */
4875                 wg = 0;
4876         }
4877
4878         return wl;
4879 }
4880 #else
4881
4882 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4883 {
4884         return wl;
4885 }
4886
4887 #endif
4888
4889 /*
4890  * Returns the current capacity of cpu after applying both
4891  * cpu and freq scaling.
4892  */
4893 unsigned long capacity_curr_of(int cpu)
4894 {
4895         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig *
4896                arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu)
4897                >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4898 }
4899
4900 static inline bool energy_aware(void)
4901 {
4902         return sched_feat(ENERGY_AWARE);
4903 }
4904
4905 struct energy_env {
4906         struct sched_group      *sg_top;
4907         struct sched_group      *sg_cap;
4908         int                     cap_idx;
4909         int                     util_delta;
4910         int                     src_cpu;
4911         int                     dst_cpu;
4912         int                     energy;
4913         int                     payoff;
4914         struct task_struct      *task;
4915         struct {
4916                 int before;
4917                 int after;
4918                 int delta;
4919                 int diff;
4920         } nrg;
4921         struct {
4922                 int before;
4923                 int after;
4924                 int delta;
4925         } cap;
4926 };
4927
4928 /*
4929  * __cpu_norm_util() returns the cpu util relative to a specific capacity,
4930  * i.e. it's busy ratio, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] which is useful for
4931  * energy calculations. Using the scale-invariant util returned by
4932  * cpu_util() and approximating scale-invariant util by:
4933  *
4934  *   util ~ (curr_freq/max_freq)*1024 * capacity_orig/1024 * running_time/time
4935  *
4936  * the normalized util can be found using the specific capacity.
4937  *
4938  *   capacity = capacity_orig * curr_freq/max_freq
4939  *
4940  *   norm_util = running_time/time ~ util/capacity
4941  */
4942 static unsigned long __cpu_norm_util(int cpu, unsigned long capacity, int delta)
4943 {
4944         int util = __cpu_util(cpu, delta);
4945
4946         if (util >= capacity)
4947                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4948
4949         return (util << SCHED_CAPACITY_SHIFT)/capacity;
4950 }
4951
4952 static int calc_util_delta(struct energy_env *eenv, int cpu)
4953 {
4954         if (cpu == eenv->src_cpu)
4955                 return -eenv->util_delta;
4956         if (cpu == eenv->dst_cpu)
4957                 return eenv->util_delta;
4958         return 0;
4959 }
4960
4961 static
4962 unsigned long group_max_util(struct energy_env *eenv)
4963 {
4964         int i, delta;
4965         unsigned long max_util = 0;
4966
4967         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(eenv->sg_cap)) {
4968                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4969                 max_util = max(max_util, __cpu_util(i, delta));
4970         }
4971
4972         return max_util;
4973 }
4974
4975 /*
4976  * group_norm_util() returns the approximated group util relative to it's
4977  * current capacity (busy ratio) in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] for use in
4978  * energy calculations. Since task executions may or may not overlap in time in
4979  * the group the true normalized util is between max(cpu_norm_util(i)) and
4980  * sum(cpu_norm_util(i)) when iterating over all cpus in the group, i. The
4981  * latter is used as the estimate as it leads to a more pessimistic energy
4982  * estimate (more busy).
4983  */
4984 static unsigned
4985 long group_norm_util(struct energy_env *eenv, struct sched_group *sg)
4986 {
4987         int i, delta;
4988         unsigned long util_sum = 0;
4989         unsigned long capacity = sg->sge->cap_states[eenv->cap_idx].cap;
4990
4991         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4992                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4993                 util_sum += __cpu_norm_util(i, capacity, delta);
4994         }
4995
4996         if (util_sum > SCHED_CAPACITY_SCALE)
4997                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4998         return util_sum;
4999 }
5000
5001 static int find_new_capacity(struct energy_env *eenv,
5002         const struct sched_group_energy * const sge)
5003 {
5004         int idx;
5005         unsigned long util = group_max_util(eenv);
5006
5007         for (idx = 0; idx < sge->nr_cap_states; idx++) {
5008                 if (sge->cap_states[idx].cap >= util)
5009                         break;
5010         }
5011
5012         eenv->cap_idx = idx;
5013
5014         return idx;
5015 }
5016
5017 static int group_idle_state(struct sched_group *sg)
5018 {
5019         int i, state = INT_MAX;
5020
5021         /* Find the shallowest idle state in the sched group. */
5022         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg))
5023                 state = min(state, idle_get_state_idx(cpu_rq(i)));
5024
5025         /* Take non-cpuidle idling into account (active idle/arch_cpu_idle()) */
5026         state++;
5027
5028         return state;
5029 }
5030
5031 /*
5032  * sched_group_energy(): Computes the absolute energy consumption of cpus
5033  * belonging to the sched_group including shared resources shared only by
5034  * members of the group. Iterates over all cpus in the hierarchy below the
5035  * sched_group starting from the bottom working it's way up before going to
5036  * the next cpu until all cpus are covered at all levels. The current
5037  * implementation is likely to gather the same util statistics multiple times.
5038  * This can probably be done in a faster but more complex way.
5039  * Note: sched_group_energy() may fail when racing with sched_domain updates.
5040  */
5041 static int sched_group_energy(struct energy_env *eenv)
5042 {
5043         struct sched_domain *sd;
5044         int cpu, total_energy = 0;
5045         struct cpumask visit_cpus;
5046         struct sched_group *sg;
5047
5048         WARN_ON(!eenv->sg_top->sge);
5049
5050         cpumask_copy(&visit_cpus, sched_group_cpus(eenv->sg_top));
5051
5052         while (!cpumask_empty(&visit_cpus)) {
5053                 struct sched_group *sg_shared_cap = NULL;
5054
5055                 cpu = cpumask_first(&visit_cpus);
5056
5057                 /*
5058                  * Is the group utilization affected by cpus outside this
5059                  * sched_group?
5060                  */
5061                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_scs, cpu));
5062
5063                 if (!sd)
5064                         /*
5065                          * We most probably raced with hotplug; returning a
5066                          * wrong energy estimation is better than entering an
5067                          * infinite loop.
5068                          */
5069                         return -EINVAL;
5070
5071                 if (sd->parent)
5072                         sg_shared_cap = sd->parent->groups;
5073
5074                 for_each_domain(cpu, sd) {
5075                         sg = sd->groups;
5076
5077                         /* Has this sched_domain already been visited? */
5078                         if (sd->child && group_first_cpu(sg) != cpu)
5079                                 break;
5080
5081                         do {
5082                                 unsigned long group_util;
5083                                 int sg_busy_energy, sg_idle_energy;
5084                                 int cap_idx, idle_idx;
5085
5086                                 if (sg_shared_cap && sg_shared_cap->group_weight >= sg->group_weight)
5087                                         eenv->sg_cap = sg_shared_cap;
5088                                 else
5089                                         eenv->sg_cap = sg;
5090
5091                                 cap_idx = find_new_capacity(eenv, sg->sge);
5092
5093                                 if (sg->group_weight == 1) {
5094                                         /* Remove capacity of src CPU (before task move) */
5095                                         if (eenv->util_delta == 0 &&
5096                                             cpumask_test_cpu(eenv->src_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5097                                                 eenv->cap.before = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5098                                                 eenv->cap.delta -= eenv->cap.before;
5099                                         }
5100                                         /* Add capacity of dst CPU  (after task move) */
5101                                         if (eenv->util_delta != 0 &&
5102                                             cpumask_test_cpu(eenv->dst_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5103                                                 eenv->cap.after = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5104                                                 eenv->cap.delta += eenv->cap.after;
5105                                         }
5106                                 }
5107
5108                                 idle_idx = group_idle_state(sg);
5109                                 group_util = group_norm_util(eenv, sg);
5110                                 sg_busy_energy = (group_util * sg->sge->cap_states[cap_idx].power)
5111                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5112                                 sg_idle_energy = ((SCHED_LOAD_SCALE-group_util)
5113                                                                 * sg->sge->idle_states[idle_idx].power)
5114                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5115
5116                                 total_energy += sg_busy_energy + sg_idle_energy;
5117
5118                                 if (!sd->child)
5119                                         cpumask_xor(&visit_cpus, &visit_cpus, sched_group_cpus(sg));
5120
5121                                 if (cpumask_equal(sched_group_cpus(sg), sched_group_cpus(eenv->sg_top)))
5122                                         goto next_cpu;
5123
5124                         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5125                 }
5126 next_cpu:
5127                 cpumask_clear_cpu(cpu, &visit_cpus);
5128                 continue;
5129         }
5130
5131         eenv->energy = total_energy;
5132         return 0;
5133 }
5134
5135 static inline bool cpu_in_sg(struct sched_group *sg, int cpu)
5136 {
5137         return cpu != -1 && cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg));
5138 }
5139
5140 /*
5141  * energy_diff(): Estimate the energy impact of changing the utilization
5142  * distribution. eenv specifies the change: utilisation amount, source, and
5143  * destination cpu. Source or destination cpu may be -1 in which case the
5144  * utilization is removed from or added to the system (e.g. task wake-up). If
5145  * both are specified, the utilization is migrated.
5146  */
5147 static inline int __energy_diff(struct energy_env *eenv)
5148 {
5149         struct sched_domain *sd;
5150         struct sched_group *sg;
5151         int sd_cpu = -1, energy_before = 0, energy_after = 0;
5152
5153         struct energy_env eenv_before = {
5154                 .util_delta     = 0,
5155                 .src_cpu        = eenv->src_cpu,
5156                 .dst_cpu        = eenv->dst_cpu,
5157                 .nrg            = { 0, 0, 0, 0},
5158                 .cap            = { 0, 0, 0 },
5159         };
5160
5161         if (eenv->src_cpu == eenv->dst_cpu)
5162                 return 0;
5163
5164         sd_cpu = (eenv->src_cpu != -1) ? eenv->src_cpu : eenv->dst_cpu;
5165         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, sd_cpu));
5166
5167         if (!sd)
5168                 return 0; /* Error */
5169
5170         sg = sd->groups;
5171
5172         do {
5173                 if (cpu_in_sg(sg, eenv->src_cpu) || cpu_in_sg(sg, eenv->dst_cpu)) {
5174                         eenv_before.sg_top = eenv->sg_top = sg;
5175
5176                         if (sched_group_energy(&eenv_before))
5177                                 return 0; /* Invalid result abort */
5178                         energy_before += eenv_before.energy;
5179
5180                         /* Keep track of SRC cpu (before) capacity */
5181                         eenv->cap.before = eenv_before.cap.before;
5182                         eenv->cap.delta = eenv_before.cap.delta;
5183
5184                         if (sched_group_energy(eenv))
5185                                 return 0; /* Invalid result abort */
5186                         energy_after += eenv->energy;
5187                 }
5188         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5189
5190         eenv->nrg.before = energy_before;
5191         eenv->nrg.after = energy_after;
5192         eenv->nrg.diff = eenv->nrg.after - eenv->nrg.before;
5193         eenv->payoff = 0;
5194
5195         trace_sched_energy_diff(eenv->task,
5196                         eenv->src_cpu, eenv->dst_cpu, eenv->util_delta,
5197                         eenv->nrg.before, eenv->nrg.after, eenv->nrg.diff,
5198                         eenv->cap.before, eenv->cap.after, eenv->cap.delta,
5199                         eenv->nrg.delta, eenv->payoff);
5200
5201         return eenv->nrg.diff;
5202 }
5203
5204 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5205
5206 struct target_nrg schedtune_target_nrg;
5207
5208 /*
5209  * System energy normalization
5210  * Returns the normalized value, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE],
5211  * corresponding to the specified energy variation.
5212  */
5213 static inline int
5214 normalize_energy(int energy_diff)
5215 {
5216         u32 normalized_nrg;
5217 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5218         int max_delta;
5219
5220         /* Check for boundaries */
5221         max_delta  = schedtune_target_nrg.max_power;
5222         max_delta -= schedtune_target_nrg.min_power;
5223         WARN_ON(abs(energy_diff) >= max_delta);
5224 #endif
5225
5226         /* Do scaling using positive numbers to increase the range */
5227         normalized_nrg = (energy_diff < 0) ? -energy_diff : energy_diff;
5228
5229         /* Scale by energy magnitude */
5230         normalized_nrg <<= SCHED_LOAD_SHIFT;
5231
5232         /* Normalize on max energy for target platform */
5233         normalized_nrg = reciprocal_divide(
5234                         normalized_nrg, schedtune_target_nrg.rdiv);
5235
5236         return (energy_diff < 0) ? -normalized_nrg : normalized_nrg;
5237 }
5238
5239 static inline int
5240 energy_diff(struct energy_env *eenv)
5241 {
5242         int boost = schedtune_task_boost(eenv->task);
5243         int nrg_delta;
5244
5245         /* Conpute "absolute" energy diff */
5246         __energy_diff(eenv);
5247
5248         /* Return energy diff when boost margin is 0 */
5249         if (boost == 0)
5250                 return eenv->nrg.diff;
5251
5252         /* Compute normalized energy diff */
5253         nrg_delta = normalize_energy(eenv->nrg.diff);
5254         eenv->nrg.delta = nrg_delta;
5255
5256         eenv->payoff = schedtune_accept_deltas(
5257                         eenv->nrg.delta,
5258                         eenv->cap.delta,
5259                         eenv->task);
5260
5261         /*
5262          * When SchedTune is enabled, the energy_diff() function will return
5263          * the computed energy payoff value. Since the energy_diff() return
5264          * value is expected to be negative by its callers, this evaluation
5265          * function return a negative value each time the evaluation return a
5266          * positive payoff, which is the condition for the acceptance of
5267          * a scheduling decision
5268          */
5269         return -eenv->payoff;
5270 }
5271 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5272 #define energy_diff(eenv) __energy_diff(eenv)
5273 #endif
5274
5275 /*
5276  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5277  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5278  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.  In order
5279  * to determine whether we should let the load spread vs consolodating to
5280  * shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5281  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.  With
5282  * both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5283  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.  Waker/wakee
5284  * being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or whatever is
5285  * irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds socket size.
5286  */
5287 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5288 {
5289         unsigned int master = current->wakee_flips;
5290         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5291         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5292
5293         if (master < slave)
5294                 swap(master, slave);
5295         if (slave < factor || master < slave * factor)
5296                 return 0;
5297         return 1;
5298 }
5299
5300 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5301                        int prev_cpu, int sync)
5302 {
5303         s64 this_load, load;
5304         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5305         int idx, this_cpu;
5306         struct task_group *tg;
5307         unsigned long weight;
5308         int balanced;
5309
5310         idx       = sd->wake_idx;
5311         this_cpu  = smp_processor_id();
5312         load      = source_load(prev_cpu, idx);
5313         this_load = target_load(this_cpu, idx);
5314
5315         /*
5316          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
5317          * effect of the currently running task from the load
5318          * of the current CPU:
5319          */
5320         if (sync) {
5321                 tg = task_group(current);
5322                 weight = current->se.avg.load_avg;
5323
5324                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
5325                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
5326         }
5327
5328         tg = task_group(p);
5329         weight = p->se.avg.load_avg;
5330
5331         /*
5332          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
5333          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
5334          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
5335          * about that, so that's good too.
5336          *
5337          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
5338          * task to be woken on this_cpu.
5339          */
5340         this_eff_load = 100;
5341         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5342
5343         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5344         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5345
5346         if (this_load > 0) {
5347                 this_eff_load *= this_load +
5348                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
5349
5350                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
5351         }
5352
5353         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
5354
5355         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5356
5357         if (!balanced)
5358                 return 0;
5359
5360         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
5361         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
5362
5363         return 1;
5364 }
5365
5366 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
5367 {
5368 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5369         if (!walt_disabled && sysctl_sched_use_walt_task_util) {
5370                 unsigned long demand = p->ravg.demand;
5371                 return (demand << 10) / walt_ravg_window;
5372         }
5373 #endif
5374         return p->se.avg.util_avg;
5375 }
5376
5377 static inline unsigned long boosted_task_util(struct task_struct *task);
5378
5379 static inline bool __task_fits(struct task_struct *p, int cpu, int util)
5380 {
5381         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5382
5383         util += boosted_task_util(p);
5384
5385         return (capacity * 1024) > (util * capacity_margin);
5386 }
5387
5388 static inline bool task_fits_max(struct task_struct *p, int cpu)
5389 {
5390         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5391         unsigned long max_capacity = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity.val;
5392
5393         if (capacity == max_capacity)
5394                 return true;
5395
5396         if (capacity * capacity_margin > max_capacity * 1024)
5397                 return true;
5398
5399         return __task_fits(p, cpu, 0);
5400 }
5401
5402 static bool cpu_overutilized(int cpu)
5403 {
5404         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5405 }
5406
5407 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5408
5409 static long
5410 schedtune_margin(unsigned long signal, long boost)
5411 {
5412         long long margin = 0;
5413
5414         /*
5415          * Signal proportional compensation (SPC)
5416          *
5417          * The Boost (B) value is used to compute a Margin (M) which is
5418          * proportional to the complement of the original Signal (S):
5419          *   M = B * (SCHED_LOAD_SCALE - S), if B is positive
5420          *   M = B * S, if B is negative
5421          * The obtained M could be used by the caller to "boost" S.
5422          */
5423         if (boost >= 0) {
5424                 margin  = SCHED_LOAD_SCALE - signal;
5425                 margin *= boost;
5426         } else
5427                 margin = -signal * boost;
5428         /*
5429          * Fast integer division by constant:
5430          *  Constant   :                 (C) = 100
5431          *  Precision  : 0.1%            (P) = 0.1
5432          *  Reference  : C * 100 / P     (R) = 100000
5433          *
5434          * Thus:
5435          *  Shift bits : ceil(log(R,2))  (S) = 17
5436          *  Mult const : round(2^S/C)    (M) = 1311
5437          *
5438          *
5439          */
5440         margin  *= 1311;
5441         margin >>= 17;
5442
5443         if (boost < 0)
5444                 margin *= -1;
5445         return margin;
5446 }
5447
5448 static inline int
5449 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5450 {
5451         int boost = schedtune_cpu_boost(cpu);
5452
5453         if (boost == 0)
5454                 return 0;
5455
5456         return schedtune_margin(util, boost);
5457 }
5458
5459 static inline long
5460 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5461 {
5462         int boost = schedtune_task_boost(task);
5463         unsigned long util;
5464         long margin;
5465
5466         if (boost == 0)
5467                 return 0;
5468
5469         util = task_util(task);
5470         margin = schedtune_margin(util, boost);
5471
5472         return margin;
5473 }
5474
5475 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5476
5477 static inline int
5478 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5479 {
5480         return 0;
5481 }
5482
5483 static inline int
5484 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5485 {
5486         return 0;
5487 }
5488
5489 #endif /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5490
5491 unsigned long
5492 boosted_cpu_util(int cpu)
5493 {
5494         unsigned long util = cpu_util(cpu);
5495         long margin = schedtune_cpu_margin(util, cpu);
5496
5497         trace_sched_boost_cpu(cpu, util, margin);
5498
5499         return util + margin;
5500 }
5501
5502 static inline unsigned long
5503 boosted_task_util(struct task_struct *task)
5504 {
5505         unsigned long util = task_util(task);
5506         long margin = schedtune_task_margin(task);
5507
5508         trace_sched_boost_task(task, util, margin);
5509
5510         return util + margin;
5511 }
5512
5513 static int cpu_util_wake(int cpu, struct task_struct *p);
5514
5515 static unsigned long capacity_spare_wake(int cpu, struct task_struct *p)
5516 {
5517         return capacity_orig_of(cpu) - cpu_util_wake(cpu, p);
5518 }
5519
5520 /*
5521  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5522  * domain.
5523  */
5524 static struct sched_group *
5525 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5526                   int this_cpu, int sd_flag)
5527 {
5528         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5529         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
5530         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5531         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5532
5533         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5534                 load_idx = sd->wake_idx;
5535
5536         do {
5537                 unsigned long load, avg_load;
5538                 int local_group;
5539                 int i;
5540
5541                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5542                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
5543                                         tsk_cpus_allowed(p)))
5544                         continue;
5545
5546                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5547                                                sched_group_cpus(group));
5548
5549                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
5550                 avg_load = 0;
5551
5552                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
5553                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5554                         if (local_group)
5555                                 load = source_load(i, load_idx);
5556                         else
5557                                 load = target_load(i, load_idx);
5558
5559                         avg_load += load;
5560                 }
5561
5562                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5563                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
5564
5565                 if (local_group) {
5566                         this_load = avg_load;
5567                 } else if (avg_load < min_load) {
5568                         min_load = avg_load;
5569                         idlest = group;
5570                 }
5571         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5572
5573         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
5574                 return NULL;
5575         return idlest;
5576 }
5577
5578 /*
5579  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
5580  */
5581 static int
5582 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5583 {
5584         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5585         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5586         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5587         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5588         int shallowest_idle_cpu = -1;
5589         int i;
5590
5591         /* Check if we have any choice: */
5592         if (group->group_weight == 1)
5593                 return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
5594
5595         /* Traverse only the allowed CPUs */
5596         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
5597                 if (idle_cpu(i)) {
5598                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5599                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5600                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5601                                 /*
5602                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5603                                  * has the smallest exit latency irrespective
5604                                  * of any idle timestamp.
5605                                  */
5606                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5607                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5608                                 shallowest_idle_cpu = i;
5609                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5610                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5611                                 /*
5612                                  * If equal or no active idle state, then
5613                                  * the most recently idled CPU might have
5614                                  * a warmer cache.
5615                                  */
5616                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5617                                 shallowest_idle_cpu = i;
5618                         }
5619                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5620                         load = weighted_cpuload(i);
5621                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
5622                                 min_load = load;
5623                                 least_loaded_cpu = i;
5624                         }
5625                 }
5626         }
5627
5628         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5629 }
5630
5631 /*
5632  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
5633  */
5634 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
5635 {
5636         struct sched_domain *sd;
5637         struct sched_group *sg;
5638         int best_idle = -1;
5639         int best_idle_cstate = -1;
5640         int best_idle_capacity = INT_MAX;
5641
5642         if (!sysctl_sched_cstate_aware) {
5643                 if (idle_cpu(target))
5644                         return target;
5645
5646                 /*
5647                  * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
5648                  */
5649                 if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) && idle_cpu(prev))
5650                         return prev;
5651         }
5652
5653         /*
5654          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
5655          */
5656         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
5657         for_each_lower_domain(sd) {
5658                 sg = sd->groups;
5659                 do {
5660                         int i;
5661                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
5662                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
5663                                 goto next;
5664
5665                         if (sysctl_sched_cstate_aware) {
5666                                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg)) {
5667                                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5668                                         int idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5669                                         unsigned long new_usage = boosted_task_util(p);
5670                                         unsigned long capacity_orig = capacity_orig_of(i);
5671                                         if (new_usage > capacity_orig || !idle_cpu(i))
5672                                                 goto next;
5673
5674                                         if (i == target && new_usage <= capacity_curr_of(target))
5675                                                 return target;
5676
5677                                         if (best_idle < 0 || (idle_idx < best_idle_cstate && capacity_orig <= best_idle_capacity)) {
5678                                                 best_idle = i;
5679                                                 best_idle_cstate = idle_idx;
5680                                                 best_idle_capacity = capacity_orig;
5681                                         }
5682                                 }
5683                         } else {
5684                                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
5685                                         if (i == target || !idle_cpu(i))
5686                                                 goto next;
5687                                 }
5688
5689                                 target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
5690                                         tsk_cpus_allowed(p));
5691                                 goto done;
5692                         }
5693 next:
5694                         sg = sg->next;
5695                 } while (sg != sd->groups);
5696         }
5697         if (best_idle > 0)
5698                 target = best_idle;
5699
5700 done:
5701         return target;
5702 }
5703
5704 static inline int find_best_target(struct task_struct *p, bool boosted, bool prefer_idle)
5705 {
5706         int iter_cpu;
5707         int target_cpu = -1;
5708         int target_util = 0;
5709         int backup_capacity = 0;
5710         int best_idle_cpu = -1;
5711         int best_idle_cstate = INT_MAX;
5712         int backup_cpu = -1;
5713         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5714
5715         task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5716         for (iter_cpu = 0; iter_cpu < NR_CPUS; iter_cpu++) {
5717                 int cur_capacity;
5718                 struct rq *rq;
5719                 int idle_idx;
5720
5721                 /*
5722                  * Iterate from higher cpus for boosted tasks.
5723                  */
5724                 int i = boosted ? NR_CPUS-iter_cpu-1 : iter_cpu;
5725
5726                 if (!cpu_online(i) || !cpumask_test_cpu(i, tsk_cpus_allowed(p)))
5727                         continue;
5728
5729                 /*
5730                  * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5731                  * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5732                  * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5733                  */
5734                 new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5735
5736                 /*
5737                  * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5738                  * The target CPU can be already at a capacity level higher
5739                  * than the one required to boost the task.
5740                  */
5741                 if (new_util > capacity_orig_of(i))
5742                         continue;
5743
5744 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5745                 if (walt_cpu_high_irqload(i))
5746                         continue;
5747 #endif
5748                 /*
5749                  * Unconditionally favoring tasks that prefer idle cpus to
5750                  * improve latency.
5751                  */
5752                 if (idle_cpu(i) && prefer_idle) {
5753                         if (best_idle_cpu < 0)
5754                                 best_idle_cpu = i;
5755                         continue;
5756                 }
5757
5758                 cur_capacity = capacity_curr_of(i);
5759                 rq = cpu_rq(i);
5760                 idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5761
5762                 if (new_util < cur_capacity) {
5763                         if (cpu_rq(i)->nr_running) {
5764                                 if (prefer_idle) {
5765                                         /* Find a target cpu with highest
5766                                          * utilization.
5767                                          */
5768                                         if (target_util == 0 ||
5769                                                 target_util < new_util) {
5770                                                 target_cpu = i;
5771                                                 target_util = new_util;
5772                                         }
5773                                 } else {
5774                                         /* Find a target cpu with lowest
5775                                          * utilization.
5776                                          */
5777                                         if (target_util == 0 ||
5778                                                 target_util > new_util) {
5779                                                 target_cpu = i;
5780                                                 target_util = new_util;
5781                                         }
5782                                 }
5783                         } else if (!prefer_idle) {
5784                                 if (best_idle_cpu < 0 ||
5785                                         (sysctl_sched_cstate_aware &&
5786                                                 best_idle_cstate > idle_idx)) {
5787                                         best_idle_cstate = idle_idx;
5788                                         best_idle_cpu = i;
5789                                 }
5790                         }
5791                 } else if (backup_capacity == 0 ||
5792                                 backup_capacity > cur_capacity) {
5793                         // Find a backup cpu with least capacity.
5794                         backup_capacity = cur_capacity;
5795                         backup_cpu = i;
5796                 }
5797         }
5798
5799         if (prefer_idle && best_idle_cpu >= 0)
5800                 target_cpu = best_idle_cpu;
5801         else if (target_cpu < 0)
5802                 target_cpu = best_idle_cpu >= 0 ? best_idle_cpu : backup_cpu;
5803
5804         return target_cpu;
5805 }
5806
5807 static int energy_aware_wake_cpu(struct task_struct *p, int target, int sync)
5808 {
5809         struct sched_domain *sd;
5810         struct sched_group *sg, *sg_target;
5811         int target_max_cap = INT_MAX;
5812         int target_cpu = task_cpu(p);
5813         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5814         int i;
5815
5816         if (sysctl_sched_sync_hint_enable && sync) {
5817                 int cpu = smp_processor_id();
5818                 cpumask_t search_cpus;
5819                 cpumask_and(&search_cpus, tsk_cpus_allowed(p), cpu_online_mask);
5820                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &search_cpus))
5821                         return cpu;
5822         }
5823
5824         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, task_cpu(p)));
5825
5826         if (!sd)
5827                 return target;
5828
5829         sg = sd->groups;
5830         sg_target = sg;
5831
5832         if (sysctl_sched_is_big_little) {
5833
5834                 /*
5835                  * Find group with sufficient capacity. We only get here if no cpu is
5836                  * overutilized. We may end up overutilizing a cpu by adding the task,
5837                  * but that should not be any worse than select_idle_sibling().
5838                  * load_balance() should sort it out later as we get above the tipping
5839                  * point.
5840                  */
5841                 do {
5842                         /* Assuming all cpus are the same in group */
5843                         int max_cap_cpu = group_first_cpu(sg);
5844
5845                         /*
5846                          * Assume smaller max capacity means more energy-efficient.
5847                          * Ideally we should query the energy model for the right
5848                          * answer but it easily ends up in an exhaustive search.
5849                          */
5850                         if (capacity_of(max_cap_cpu) < target_max_cap &&
5851                             task_fits_max(p, max_cap_cpu)) {
5852                                 sg_target = sg;
5853                                 target_max_cap = capacity_of(max_cap_cpu);
5854                         }
5855                 } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5856
5857                 task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5858                 /* Find cpu with sufficient capacity */
5859                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg_target)) {
5860                         /*
5861                          * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5862                          * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5863                          * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5864                          */
5865                         new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5866
5867                         /*
5868                          * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5869                          * The target CPU can be already at a capacity level higher
5870                          * than the one required to boost the task.
5871                          */
5872                         if (new_util > capacity_orig_of(i))
5873                                 continue;
5874
5875                         if (new_util < capacity_curr_of(i)) {
5876                                 target_cpu = i;
5877                                 if (cpu_rq(i)->nr_running)
5878                                         break;
5879                         }
5880
5881                         /* cpu has capacity at higher OPP, keep it as fallback */
5882                         if (target_cpu == task_cpu(p))
5883                                 target_cpu = i;
5884                 }
5885         } else {
5886                 /*
5887                  * Find a cpu with sufficient capacity
5888                  */
5889 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHEDTUNE
5890                 bool boosted = schedtune_task_boost(p) > 0;
5891                 bool prefer_idle = schedtune_prefer_idle(p) > 0;
5892 #else
5893                 bool boosted = 0;
5894                 bool prefer_idle = 0;
5895 #endif
5896                 int tmp_target = find_best_target(p, boosted, prefer_idle);
5897                 if (tmp_target >= 0) {
5898                         target_cpu = tmp_target;
5899                         if ((boosted || prefer_idle) && idle_cpu(target_cpu))
5900                                 return target_cpu;
5901                 }
5902         }
5903
5904         if (target_cpu != task_cpu(p)) {
5905                 struct energy_env eenv = {
5906                         .util_delta     = task_util(p),
5907                         .src_cpu        = task_cpu(p),
5908                         .dst_cpu        = target_cpu,
5909                         .task           = p,
5910                 };
5911
5912                 /* Not enough spare capacity on previous cpu */
5913                 if (cpu_overutilized(task_cpu(p)))
5914                         return target_cpu;
5915
5916                 if (energy_diff(&eenv) >= 0)
5917                         return task_cpu(p);
5918         }
5919
5920         return target_cpu;
5921 }
5922
5923 /*
5924  * cpu_util_wake: Compute cpu utilization with any contributions from
5925  * the waking task p removed.
5926  */
5927 static int cpu_util_wake(int cpu, struct task_struct *p)
5928 {
5929         unsigned long util, capacity;
5930
5931         /* Task has no contribution or is new */
5932         if (cpu != task_cpu(p) || !p->se.avg.last_update_time)
5933                 return cpu_util(cpu);
5934
5935         capacity = capacity_orig_of(cpu);
5936         util = max_t(long, cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_avg - task_util(p), 0);
5937
5938         return (util >= capacity) ? capacity : util;
5939 }
5940
5941 /*
5942  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
5943  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
5944  *
5945  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
5946  * BALANCE_WAKE sort things out.
5947  */
5948 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
5949 {
5950         long min_cap, max_cap;
5951
5952         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
5953         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity.val;
5954
5955         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
5956         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
5957                 return 0;
5958
5959         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
5960         sync_entity_load_avg(&p->se);
5961
5962         return min_cap * 1024 < task_util(p) * capacity_margin;
5963 }
5964
5965 /*
5966  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
5967  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
5968  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
5969  *
5970  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
5971  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
5972  *
5973  * Returns the target cpu number.
5974  *
5975  * preempt must be disabled.
5976  */
5977 static int
5978 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
5979 {
5980         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
5981         int cpu = smp_processor_id();
5982         int new_cpu = prev_cpu;
5983         int want_affine = 0;
5984         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
5985
5986         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5987                 want_affine = (!wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu)
5988                                         && cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) ||
5989                               energy_aware();
5990
5991         rcu_read_lock();
5992         for_each_domain(cpu, tmp) {
5993                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5994                         break;
5995
5996                 /*
5997                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
5998                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
5999                  */
6000                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6001                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6002                         affine_sd = tmp;
6003                         break;
6004                 }
6005
6006                 if (tmp->flags & sd_flag)
6007                         sd = tmp;
6008                 else if (!want_affine)
6009                         break;
6010         }
6011
6012         if (affine_sd) {
6013                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6014                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, prev_cpu, sync))
6015                         new_cpu = cpu;
6016         }
6017
6018         if (!sd) {
6019                 if (energy_aware() && !cpu_rq(cpu)->rd->overutilized)
6020                         new_cpu = energy_aware_wake_cpu(p, prev_cpu, sync);
6021                 else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
6022                         new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6023
6024         } else while (sd) {
6025                 struct sched_group *group;
6026                 int weight;
6027
6028                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
6029                         sd = sd->child;
6030                         continue;
6031                 }
6032
6033                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
6034                 if (!group) {
6035                         sd = sd->child;
6036                         continue;
6037                 }
6038
6039                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
6040                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
6041                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
6042                         sd = sd->child;
6043                         continue;
6044                 }
6045
6046                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
6047                 cpu = new_cpu;
6048                 weight = sd->span_weight;
6049                 sd = NULL;
6050                 for_each_domain(cpu, tmp) {
6051                         if (weight <= tmp->span_weight)
6052                                 break;
6053                         if (tmp->flags & sd_flag)
6054                                 sd = tmp;
6055                 }
6056                 /* while loop will break here if sd == NULL */
6057         }
6058         rcu_read_unlock();
6059
6060         return new_cpu;
6061 }
6062
6063 /*
6064  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
6065  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6066  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
6067  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
6068  */
6069 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
6070 {
6071         /*
6072          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
6073          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
6074          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
6075          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
6076          * load sounds not bad.
6077          */
6078         remove_entity_load_avg(&p->se);
6079
6080         /* Tell new CPU we are migrated */
6081         p->se.avg.last_update_time = 0;
6082
6083         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6084         p->se.exec_start = 0;
6085 }
6086
6087 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6088 {
6089         remove_entity_load_avg(&p->se);
6090 }
6091 #else
6092 #define task_fits_max(p, cpu) true
6093 #endif /* CONFIG_SMP */
6094
6095 static unsigned long
6096 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6097 {
6098         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6099
6100         /*
6101          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6102          * to virtual-time in his units.
6103          *
6104          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6105          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6106          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6107          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6108          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6109          *
6110          * This is especially important for buddies when the leftmost
6111          * task is higher priority than the buddy.
6112          */
6113         return calc_delta_fair(gran, se);
6114 }
6115
6116 /*
6117  * Should 'se' preempt 'curr'.
6118  *
6119  *             |s1
6120  *        |s2
6121  *   |s3
6122  *         g
6123  *      |<--->|c
6124  *
6125  *  w(c, s1) = -1
6126  *  w(c, s2) =  0
6127  *  w(c, s3) =  1
6128  *
6129  */
6130 static int
6131 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6132 {
6133         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6134
6135         if (vdiff <= 0)
6136                 return -1;
6137
6138         gran = wakeup_gran(curr, se);
6139         if (vdiff > gran)
6140                 return 1;
6141
6142         return 0;
6143 }
6144
6145 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6146 {
6147         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6148                 return;
6149
6150         for_each_sched_entity(se)
6151                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6152 }
6153
6154 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6155 {
6156         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6157                 return;
6158
6159         for_each_sched_entity(se)
6160                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6161 }
6162
6163 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6164 {
6165         for_each_sched_entity(se)
6166                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6167 }
6168
6169 /*
6170  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6171  */
6172 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6173 {
6174         struct task_struct *curr = rq->curr;
6175         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6176         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6177         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6178         int next_buddy_marked = 0;
6179
6180         if (unlikely(se == pse))
6181                 return;
6182
6183         /*
6184          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6185          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6186          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6187          * next-buddy nomination below.
6188          */
6189         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6190                 return;
6191
6192         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6193                 set_next_buddy(pse);
6194                 next_buddy_marked = 1;
6195         }
6196
6197         /*
6198          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6199          * wake up path.
6200          *
6201          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6202          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6203          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6204          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6205          * below.
6206          */
6207         if (test_tsk_need_resched(curr))
6208                 return;
6209
6210         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6211         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
6212             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
6213                 goto preempt;
6214
6215         /*
6216          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6217          * is driven by the tick):
6218          */
6219         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6220                 return;
6221
6222         find_matching_se(&se, &pse);
6223         update_curr(cfs_rq_of(se));
6224         BUG_ON(!pse);
6225         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6226                 /*
6227                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6228                  * triggering this preemption.
6229                  */
6230                 if (!next_buddy_marked)
6231                         set_next_buddy(pse);
6232                 goto preempt;
6233         }
6234
6235         return;
6236
6237 preempt:
6238         resched_curr(rq);
6239         /*
6240          * Only set the backward buddy when the current task is still
6241          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6242          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6243          * point, either of which can * drop the rq lock.
6244          *
6245          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6246          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6247          */
6248         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6249                 return;
6250
6251         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6252                 set_last_buddy(se);
6253 }
6254
6255 static struct task_struct *
6256 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6257 {
6258         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6259         struct sched_entity *se;
6260         struct task_struct *p;
6261         int new_tasks;
6262
6263 again:
6264 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6265         if (!cfs_rq->nr_running)
6266                 goto idle;
6267
6268         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6269                 goto simple;
6270
6271         /*
6272          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6273          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6274          *
6275          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6276          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6277          */
6278
6279         do {
6280                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6281
6282                 /*
6283                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6284                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6285                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6286                  * forget we've ever seen it.
6287                  */
6288                 if (curr) {
6289                         if (curr->on_rq)
6290                                 update_curr(cfs_rq);
6291                         else
6292                                 curr = NULL;
6293
6294                         /*
6295                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6296                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6297                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
6298                          * be correct.
6299                          */
6300                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
6301                                 goto simple;
6302                 }
6303
6304                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6305                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6306         } while (cfs_rq);
6307
6308         p = task_of(se);
6309
6310         /*
6311          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6312          * is a different task than we started out with, try and touch the
6313          * least amount of cfs_rqs.
6314          */
6315         if (prev != p) {
6316                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6317
6318                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6319                         int se_depth = se->depth;
6320                         int pse_depth = pse->depth;
6321
6322                         if (se_depth <= pse_depth) {
6323                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6324                                 pse = parent_entity(pse);
6325                         }
6326                         if (se_depth >= pse_depth) {
6327                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6328                                 se = parent_entity(se);
6329                         }
6330                 }
6331
6332                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6333                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6334         }
6335
6336         if (hrtick_enabled(rq))
6337                 hrtick_start_fair(rq, p);
6338
6339         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6340
6341         return p;
6342 simple:
6343         cfs_rq = &rq->cfs;
6344 #endif
6345
6346         if (!cfs_rq->nr_running)
6347                 goto idle;
6348
6349         put_prev_task(rq, prev);
6350
6351         do {
6352                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6353                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6354                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6355         } while (cfs_rq);
6356
6357         p = task_of(se);
6358
6359         if (hrtick_enabled(rq))
6360                 hrtick_start_fair(rq, p);
6361
6362         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6363
6364         return p;
6365
6366 idle:
6367         rq->misfit_task = 0;
6368         /*
6369          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
6370          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
6371          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
6372          * re-start the picking loop.
6373          */
6374         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
6375         new_tasks = idle_balance(rq);
6376         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
6377         /*
6378          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6379          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6380          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6381          */
6382         if (new_tasks < 0)
6383                 return RETRY_TASK;
6384
6385         if (new_tasks > 0)
6386                 goto again;
6387
6388         return NULL;
6389 }
6390
6391 /*
6392  * Account for a descheduled task:
6393  */
6394 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6395 {
6396         struct sched_entity *se = &prev->se;
6397         struct cfs_rq *cfs_rq;
6398
6399         for_each_sched_entity(se) {
6400                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6401                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6402         }
6403 }
6404
6405 /*
6406  * sched_yield() is very simple
6407  *
6408  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6409  */
6410 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6411 {
6412         struct task_struct *curr = rq->curr;
6413         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6414         struct sched_entity *se = &curr->se;
6415
6416         /*
6417          * Are we the only task in the tree?
6418          */
6419         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6420                 return;
6421
6422         clear_buddies(cfs_rq, se);
6423
6424         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6425                 update_rq_clock(rq);
6426                 /*
6427                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6428                  */
6429                 update_curr(cfs_rq);
6430                 /*
6431                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6432                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6433                  * and double the fastpath cost.
6434                  */
6435                 rq_clock_skip_update(rq, true);
6436         }
6437
6438         set_skip_buddy(se);
6439 }
6440
6441 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6442 {
6443         struct sched_entity *se = &p->se;
6444
6445         /* throttled hierarchies are not runnable */
6446         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6447                 return false;
6448
6449         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6450         set_next_buddy(se);
6451
6452         yield_task_fair(rq);
6453
6454         return true;
6455 }
6456
6457 #ifdef CONFIG_SMP
6458 /**************************************************
6459  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6460  *
6461  * BASICS
6462  *
6463  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6464  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6465  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6466  *
6467  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6468  *
6469  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
6470  * W_i,0 is defined as:
6471  *
6472  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6473  *
6474  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
6475  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
6476  *
6477  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6478  * weight:
6479  *
6480  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6481  *
6482  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
6483  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6484  * can also include other factors [XXX].
6485  *
6486  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6487  * directly from (1):
6488  *
6489  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6490  *
6491  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6492  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6493  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6494  *
6495  * [XXX expand on:
6496  *     - infeasible weights;
6497  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6498  *
6499  *
6500  * SCHED DOMAINS
6501  *
6502  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6503  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
6504  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6505  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
6506  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6507  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
6508  * the groups.
6509  *
6510  * This yields:
6511  *
6512  *     log_2 n     1     n
6513  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6514  *     i = 0      2^i   2^i
6515  *                               `- size of each group
6516  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
6517  *         |         `- freq
6518  *         `- sum over all levels
6519  *
6520  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6521  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6522  *
6523  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6524  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
6525  *
6526  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6527  *
6528  *             log_2 n     
6529  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6530  *             k = 0
6531  *
6532  * And you'll find that:
6533  *
6534  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6535  *
6536  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
6537  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6538  * of:
6539  *
6540  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6541  *
6542  *
6543  * WORK CONSERVING
6544  *
6545  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6546  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
6547  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6548  *
6549  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6550  * time.
6551  *
6552  * [XXX more?]
6553  *
6554  *
6555  * CGROUPS
6556  *
6557  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6558  *
6559  *                                s_k,i
6560  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6561  *                                 S_k
6562  *
6563  * Where
6564  *
6565  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6566  *
6567  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
6568  *
6569  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6570  * property.
6571  *
6572  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6573  *      rewrite all of this once again.]
6574  */ 
6575
6576 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6577
6578 enum fbq_type { regular, remote, all };
6579
6580 enum group_type {
6581         group_other = 0,
6582         group_misfit_task,
6583         group_imbalanced,
6584         group_overloaded,
6585 };
6586
6587 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
6588 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
6589 #define LBF_DST_PINNED  0x04
6590 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
6591
6592 struct lb_env {
6593         struct sched_domain     *sd;
6594
6595         struct rq               *src_rq;
6596         int                     src_cpu;
6597
6598         int                     dst_cpu;
6599         struct rq               *dst_rq;
6600
6601         struct cpumask          *dst_grpmask;
6602         int                     new_dst_cpu;
6603         enum cpu_idle_type      idle;
6604         long                    imbalance;
6605         unsigned int            src_grp_nr_running;
6606         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
6607         struct cpumask          *cpus;
6608
6609         unsigned int            flags;
6610
6611         unsigned int            loop;
6612         unsigned int            loop_break;
6613         unsigned int            loop_max;
6614
6615         enum fbq_type           fbq_type;
6616         enum group_type         busiest_group_type;
6617         struct list_head        tasks;
6618 };
6619
6620 /*
6621  * Is this task likely cache-hot:
6622  */
6623 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6624 {
6625         s64 delta;
6626
6627         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6628
6629         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6630                 return 0;
6631
6632         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
6633                 return 0;
6634
6635         /*
6636          * Buddy candidates are cache hot:
6637          */
6638         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
6639                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
6640                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
6641                 return 1;
6642
6643         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
6644                 return 1;
6645         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
6646                 return 0;
6647
6648         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
6649
6650         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
6651 }
6652
6653 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6654 /*
6655  * Returns 1, if task migration degrades locality
6656  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
6657  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
6658  */
6659 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6660 {
6661         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
6662         unsigned long src_faults, dst_faults;
6663         int src_nid, dst_nid;
6664
6665         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
6666                 return -1;
6667
6668         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
6669                 return -1;
6670
6671         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
6672         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
6673
6674         if (src_nid == dst_nid)
6675                 return -1;
6676
6677         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
6678         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
6679                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
6680                         return 1;
6681                 else
6682                         return -1;
6683         }
6684
6685         /* Encourage migration to the preferred node. */
6686         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
6687                 return 0;
6688
6689         if (numa_group) {
6690                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
6691                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
6692         } else {
6693                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
6694                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
6695         }
6696
6697         return dst_faults < src_faults;
6698 }
6699
6700 #else
6701 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
6702                                              struct lb_env *env)
6703 {
6704         return -1;
6705 }
6706 #endif
6707
6708 /*
6709  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
6710  */
6711 static
6712 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6713 {
6714         int tsk_cache_hot;
6715
6716         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6717
6718         /*
6719          * We do not migrate tasks that are:
6720          * 1) throttled_lb_pair, or
6721          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
6722          * 3) running (obviously), or
6723          * 4) are cache-hot on their current CPU.
6724          */
6725         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
6726                 return 0;
6727
6728         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6729                 int cpu;
6730
6731                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
6732
6733                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
6734
6735                 /*
6736                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
6737                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
6738                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
6739                  *
6740                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
6741                  * one in current iteration.
6742                  */
6743                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
6744                         return 0;
6745
6746                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6747                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
6748                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6749                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
6750                                 env->new_dst_cpu = cpu;
6751                                 break;
6752                         }
6753                 }
6754
6755                 return 0;
6756         }
6757
6758         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
6759         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
6760
6761         if (task_running(env->src_rq, p)) {
6762                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
6763                 return 0;
6764         }
6765
6766         /*
6767          * Aggressive migration if:
6768          * 1) destination numa is preferred
6769          * 2) task is cache cold, or
6770          * 3) too many balance attempts have failed.
6771          */
6772         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
6773         if (tsk_cache_hot == -1)
6774                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
6775
6776         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
6777             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
6778                 if (tsk_cache_hot == 1) {
6779                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
6780                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
6781                 }
6782                 return 1;
6783         }
6784
6785         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
6786         return 0;
6787 }
6788
6789 /*
6790  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
6791  */
6792 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6793 {
6794         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6795
6796         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
6797         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6798         double_lock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6799         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
6800         double_unlock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6801 }
6802
6803 /*
6804  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
6805  * part of active balancing operations within "domain".
6806  *
6807  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
6808  */
6809 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
6810 {
6811         struct task_struct *p, *n;
6812
6813         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6814
6815         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
6816                 if (!can_migrate_task(p, env))
6817                         continue;
6818
6819                 detach_task(p, env);
6820
6821                 /*
6822                  * Right now, this is only the second place where
6823                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
6824                  * so we can safely collect stats here rather than
6825                  * inside detach_tasks().
6826                  */
6827                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
6828                 return p;
6829         }
6830         return NULL;
6831 }
6832
6833 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
6834
6835 /*
6836  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
6837  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
6838  *
6839  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
6840  */
6841 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
6842 {
6843         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
6844         struct task_struct *p;
6845         unsigned long load;
6846         int detached = 0;
6847
6848         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6849
6850         if (env->imbalance <= 0)
6851                 return 0;
6852
6853         while (!list_empty(tasks)) {
6854                 /*
6855                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
6856                  * which could at worst lead to a livelock crash.
6857                  */
6858                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
6859                         break;
6860
6861                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6862
6863                 env->loop++;
6864                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
6865                 if (env->loop > env->loop_max)
6866                         break;
6867
6868                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
6869                 if (env->loop > env->loop_break) {
6870                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
6871                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
6872                         break;
6873                 }
6874
6875                 if (!can_migrate_task(p, env))
6876                         goto next;
6877
6878                 load = task_h_load(p);
6879
6880                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
6881                         goto next;
6882
6883                 if ((load / 2) > env->imbalance)
6884                         goto next;
6885
6886                 detach_task(p, env);
6887                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
6888
6889                 detached++;
6890                 env->imbalance -= load;
6891
6892 #ifdef CONFIG_PREEMPT
6893                 /*
6894                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
6895                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
6896                  * the critical section.
6897                  */
6898                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6899                         break;
6900 #endif
6901
6902                 /*
6903                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
6904                  * weighted load.
6905                  */
6906                 if (env->imbalance <= 0)
6907                         break;
6908
6909                 continue;
6910 next:
6911                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
6912         }
6913
6914         /*
6915          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
6916          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
6917          * than inside detach_one_task().
6918          */
6919         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
6920
6921         return detached;
6922 }
6923
6924 /*
6925  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
6926  */
6927 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6928 {
6929         lockdep_assert_held(&rq->lock);
6930
6931         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
6932         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6933         activate_task(rq, p, 0);
6934         check_preempt_curr(rq, p, 0);
6935 }
6936
6937 /*
6938  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
6939  * its new rq.
6940  */
6941 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6942 {
6943         raw_spin_lock(&rq->lock);
6944         attach_task(rq, p);
6945         /*
6946          * We want to potentially raise target_cpu's OPP.
6947          */
6948         update_capacity_of(cpu_of(rq));
6949         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6950 }
6951
6952 /*
6953  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
6954  * new rq.
6955  */
6956 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
6957 {
6958         struct list_head *tasks = &env->tasks;
6959         struct task_struct *p;
6960
6961         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
6962
6963         while (!list_empty(tasks)) {
6964                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6965                 list_del_init(&p->se.group_node);
6966
6967                 attach_task(env->dst_rq, p);
6968         }
6969
6970         /*
6971          * We want to potentially raise env.dst_cpu's OPP.
6972          */
6973         update_capacity_of(env->dst_cpu);
6974
6975         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
6976 }
6977
6978 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6979 static void update_blocked_averages(int cpu)
6980 {
6981         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6982         struct cfs_rq *cfs_rq;
6983         unsigned long flags;
6984
6985         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6986         update_rq_clock(rq);
6987
6988         /*
6989          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
6990          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
6991          */
6992         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
6993                 /* throttled entities do not contribute to load */
6994                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
6995                         continue;
6996
6997                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq,
6998                                            true))
6999                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7000         }
7001         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7002 }
7003
7004 /*
7005  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7006  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7007  * group is a fraction of its parents load.
7008  */
7009 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7010 {
7011         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7012         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7013         unsigned long now = jiffies;
7014         unsigned long load;
7015
7016         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7017                 return;
7018
7019         cfs_rq->h_load_next = NULL;
7020         for_each_sched_entity(se) {
7021                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7022                 cfs_rq->h_load_next = se;
7023                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7024                         break;
7025         }
7026
7027         if (!se) {
7028                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7029                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7030         }
7031
7032         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
7033                 load = cfs_rq->h_load;
7034                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7035                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7036                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7037                 cfs_rq->h_load = load;
7038                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7039         }
7040 }
7041
7042 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7043 {
7044         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7045
7046         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7047         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7048                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7049 }
7050 #else
7051 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
7052 {
7053         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7054         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7055         unsigned long flags;
7056
7057         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7058         update_rq_clock(rq);
7059         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq, true);
7060         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7061 }
7062
7063 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7064 {
7065         return p->se.avg.load_avg;
7066 }
7067 #endif
7068
7069 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7070
7071 /*
7072  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7073  */
7074 struct sg_lb_stats {
7075         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7076         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7077         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
7078         unsigned long load_per_task;
7079         unsigned long group_capacity;
7080         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7081         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7082         unsigned int idle_cpus;
7083         unsigned int group_weight;
7084         enum group_type group_type;
7085         int group_no_capacity;
7086         int group_misfit_task; /* A cpu has a task too big for its capacity */
7087 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7088         unsigned int nr_numa_running;
7089         unsigned int nr_preferred_running;
7090 #endif
7091 };
7092
7093 /*
7094  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7095  *               during load balancing.
7096  */
7097 struct sd_lb_stats {
7098         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7099         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7100         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7101         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7102         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7103
7104         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7105         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7106 };
7107
7108 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7109 {
7110         /*
7111          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7112          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7113          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7114          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7115          */
7116         *sds = (struct sd_lb_stats){
7117                 .busiest = NULL,
7118                 .local = NULL,
7119                 .total_load = 0UL,
7120                 .total_capacity = 0UL,
7121                 .busiest_stat = {
7122                         .avg_load = 0UL,
7123                         .sum_nr_running = 0,
7124                         .group_type = group_other,
7125                 },
7126         };
7127 }
7128
7129 /**
7130  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7131  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7132  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7133  *
7134  * Return: The load index.
7135  */
7136 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7137                                         enum cpu_idle_type idle)
7138 {
7139         int load_idx;
7140
7141         switch (idle) {
7142         case CPU_NOT_IDLE:
7143                 load_idx = sd->busy_idx;
7144                 break;
7145
7146         case CPU_NEWLY_IDLE:
7147                 load_idx = sd->newidle_idx;
7148                 break;
7149         default:
7150                 load_idx = sd->idle_idx;
7151                 break;
7152         }
7153
7154         return load_idx;
7155 }
7156
7157 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
7158 {
7159         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7160         u64 total, used, age_stamp, avg;
7161         s64 delta;
7162
7163         /*
7164          * Since we're reading these variables without serialization make sure
7165          * we read them once before doing sanity checks on them.
7166          */
7167         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
7168         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
7169         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
7170
7171         if (unlikely(delta < 0))
7172                 delta = 0;
7173
7174         total = sched_avg_period() + delta;
7175
7176         used = div_u64(avg, total);
7177
7178         /*
7179          * deadline bandwidth is defined at system level so we must
7180          * weight this bandwidth with the max capacity of the system.
7181          * As a reminder, avg_bw is 20bits width and
7182          * scale_cpu_capacity is 10 bits width
7183          */
7184         used += div_u64(rq->dl.avg_bw, arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu));
7185
7186         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
7187                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
7188
7189         return 1;
7190 }
7191
7192 void init_max_cpu_capacity(struct max_cpu_capacity *mcc)
7193 {
7194         raw_spin_lock_init(&mcc->lock);
7195         mcc->val = 0;
7196         mcc->cpu = -1;
7197 }
7198
7199 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7200 {
7201         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7202         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7203         struct max_cpu_capacity *mcc;
7204         unsigned long max_capacity;
7205         int max_cap_cpu;
7206         unsigned long flags;
7207
7208         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
7209
7210         mcc = &cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
7211
7212         raw_spin_lock_irqsave(&mcc->lock, flags);
7213         max_capacity = mcc->val;
7214         max_cap_cpu = mcc->cpu;
7215
7216         if ((max_capacity > capacity && max_cap_cpu == cpu) ||
7217             (max_capacity < capacity)) {
7218                 mcc->val = capacity;
7219                 mcc->cpu = cpu;
7220 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7221                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7222                 printk_deferred(KERN_INFO "CPU%d: update max cpu_capacity %lu\n",
7223                                 cpu, capacity);
7224                 goto skip_unlock;
7225 #endif
7226         }
7227         raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7228
7229 skip_unlock: __attribute__ ((unused));
7230         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
7231         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7232
7233         if (!capacity)
7234                 capacity = 1;
7235
7236         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7237         sdg->sgc->capacity = capacity;
7238         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7239 }
7240
7241 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7242 {
7243         struct sched_domain *child = sd->child;
7244         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7245         unsigned long capacity, max_capacity;
7246         unsigned long interval;
7247
7248         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7249         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7250         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7251
7252         if (!child) {
7253                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7254                 return;
7255         }
7256
7257         capacity = 0;
7258         max_capacity = 0;
7259
7260         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7261                 /*
7262                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7263                  * span the current group.
7264                  */
7265
7266                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
7267                         struct sched_group_capacity *sgc;
7268                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7269
7270                         /*
7271                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7272                          * gets here before we've attached the domains to the
7273                          * runqueues.
7274                          *
7275                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7276                          * in update_cpu_capacity().
7277                          *
7278                          * This avoids capacity from being 0 and
7279                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7280                          */
7281                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7282                                 capacity += capacity_of(cpu);
7283                         } else {
7284                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7285                                 capacity += sgc->capacity;
7286                         }
7287
7288                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7289                 }
7290         } else  {
7291                 /*
7292                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7293                  * span the current group.
7294                  */ 
7295
7296                 group = child->groups;
7297                 do {
7298                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7299
7300                         capacity += sgc->capacity;
7301                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7302                         group = group->next;
7303                 } while (group != child->groups);
7304         }
7305
7306         sdg->sgc->capacity = capacity;
7307         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7308 }
7309
7310 /*
7311  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7312  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7313  * Return true is the capacity is reduced
7314  */
7315 static inline int
7316 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7317 {
7318         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7319                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7320 }
7321
7322 /*
7323  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7324  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
7325  *
7326  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
7327  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
7328  * Something like:
7329  *
7330  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7331  *              *     * * *
7332  *
7333  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7334  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7335  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
7336  *
7337  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7338  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7339  * moving tasks due to affinity constraints.
7340  *
7341  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7342  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7343  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7344  * to create an effective group imbalance.
7345  *
7346  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7347  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7348  * subtle and fragile situation.
7349  */
7350
7351 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7352 {
7353         return group->sgc->imbalance;
7354 }
7355
7356 /*
7357  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7358  * be used by some tasks.
7359  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7360  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7361  * available capacity for CFS tasks.
7362  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7363  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7364  * capacity in meaningful for the load balancer.
7365  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7366  * any benefit for the load balance.
7367  */
7368 static inline bool
7369 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7370 {
7371         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7372                 return true;
7373
7374         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7375                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7376                 return true;
7377
7378         return false;
7379 }
7380
7381 /*
7382  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7383  *  handle.
7384  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7385  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7386  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7387  *  false.
7388  */
7389 static inline bool
7390 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7391 {
7392         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7393                 return false;
7394
7395         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7396                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7397                 return true;
7398
7399         return false;
7400 }
7401
7402
7403 /*
7404  * group_smaller_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7405  * per-cpu capacity than sched_group ref.
7406  */
7407 static inline bool
7408 group_smaller_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7409 {
7410         return sg->sgc->max_capacity + capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE <
7411                                                         ref->sgc->max_capacity;
7412 }
7413
7414 static inline enum
7415 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7416                           struct sg_lb_stats *sgs)
7417 {
7418         if (sgs->group_no_capacity)
7419                 return group_overloaded;
7420
7421         if (sg_imbalanced(group))
7422                 return group_imbalanced;
7423
7424         if (sgs->group_misfit_task)
7425                 return group_misfit_task;
7426
7427         return group_other;
7428 }
7429
7430 /**
7431  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7432  * @env: The load balancing environment.
7433  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7434  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
7435  * @local_group: Does group contain this_cpu.
7436  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7437  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
7438  * @overutilized: Indicate overutilization for any CPU.
7439  */
7440 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7441                         struct sched_group *group, int load_idx,
7442                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
7443                         bool *overload, bool *overutilized)
7444 {
7445         unsigned long load;
7446         int i, nr_running;
7447
7448         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7449
7450         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7451                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7452
7453                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
7454                 if (local_group)
7455                         load = target_load(i, load_idx);
7456                 else
7457                         load = source_load(i, load_idx);
7458
7459                 sgs->group_load += load;
7460                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7461                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7462
7463                 nr_running = rq->nr_running;
7464                 if (nr_running > 1)
7465                         *overload = true;
7466
7467 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7468                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7469                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7470 #endif
7471                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
7472                 /*
7473                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
7474                  */
7475                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
7476                         sgs->idle_cpus++;
7477
7478                 if (cpu_overutilized(i)) {
7479                         *overutilized = true;
7480                         if (!sgs->group_misfit_task && rq->misfit_task)
7481                                 sgs->group_misfit_task = capacity_of(i);
7482                 }
7483         }
7484
7485         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
7486         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7487         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
7488
7489         if (sgs->sum_nr_running)
7490                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
7491
7492         sgs->group_weight = group->group_weight;
7493
7494         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
7495         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
7496 }
7497
7498 /**
7499  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7500  * @env: The load balancing environment.
7501  * @sds: sched_domain statistics
7502  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7503  * @sgs: sched_group statistics
7504  *
7505  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7506  * busiest group.
7507  *
7508  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7509  * busiest group. %false otherwise.
7510  */
7511 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7512                                    struct sd_lb_stats *sds,
7513                                    struct sched_group *sg,
7514                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7515 {
7516         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7517
7518         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
7519                 return true;
7520
7521         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
7522                 return false;
7523
7524         /*
7525          * Candidate sg doesn't face any serious load-balance problems
7526          * so don't pick it if the local sg is already filled up.
7527          */
7528         if (sgs->group_type == group_other &&
7529             !group_has_capacity(env, &sds->local_stat))
7530                 return false;
7531
7532         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
7533                 return false;
7534
7535         /*
7536          * Candiate sg has no more than one task per cpu and has higher
7537          * per-cpu capacity. No reason to pull tasks to less capable cpus.
7538          */
7539         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
7540             group_smaller_cpu_capacity(sds->local, sg))
7541                 return false;
7542
7543         /* This is the busiest node in its class. */
7544         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7545                 return true;
7546
7547         /*
7548          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
7549          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
7550          * higher than ourself as busy.
7551          */
7552         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
7553                 if (!sds->busiest)
7554                         return true;
7555
7556                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
7557                         return true;
7558         }
7559
7560         return false;
7561 }
7562
7563 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7564 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7565 {
7566         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
7567                 return regular;
7568         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
7569                 return remote;
7570         return all;
7571 }
7572
7573 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7574 {
7575         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
7576                 return regular;
7577         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
7578                 return remote;
7579         return all;
7580 }
7581 #else
7582 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7583 {
7584         return all;
7585 }
7586
7587 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7588 {
7589         return regular;
7590 }
7591 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7592
7593 /**
7594  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
7595  * @env: The load balancing environment.
7596  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
7597  */
7598 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7599 {
7600         struct sched_domain *child = env->sd->child;
7601         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7602         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
7603         int load_idx, prefer_sibling = 0;
7604         bool overload = false, overutilized = false;
7605
7606         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
7607                 prefer_sibling = 1;
7608
7609         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
7610
7611         do {
7612                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
7613                 int local_group;
7614
7615                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
7616                 if (local_group) {
7617                         sds->local = sg;
7618                         sgs = &sds->local_stat;
7619
7620                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
7621                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
7622                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
7623                 }
7624
7625                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
7626                                                 &overload, &overutilized);
7627
7628                 if (local_group)
7629                         goto next_group;
7630
7631                 /*
7632                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
7633                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
7634                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
7635                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
7636                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
7637                  * you always pull from the heaviest group when it is already
7638                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
7639                  * the tasks on the system).
7640                  */
7641                 if (prefer_sibling && sds->local &&
7642                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
7643                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
7644                         sgs->group_no_capacity = 1;
7645                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
7646                 }
7647
7648                 /*
7649                  * Ignore task groups with misfit tasks if local group has no
7650                  * capacity or if per-cpu capacity isn't higher.
7651                  */
7652                 if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
7653                     (!group_has_capacity(env, &sds->local_stat) ||
7654                      !group_smaller_cpu_capacity(sg, sds->local)))
7655                         sgs->group_type = group_other;
7656
7657                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
7658                         sds->busiest = sg;
7659                         sds->busiest_stat = *sgs;
7660                 }
7661
7662 next_group:
7663                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
7664                 sds->total_load += sgs->group_load;
7665                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
7666
7667                 sg = sg->next;
7668         } while (sg != env->sd->groups);
7669
7670         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
7671                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
7672
7673         env->src_grp_nr_running = sds->busiest_stat.sum_nr_running;
7674
7675         if (!env->sd->parent) {
7676                 /* update overload indicator if we are at root domain */
7677                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
7678                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
7679
7680                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
7681                 if (env->dst_rq->rd->overutilized != overutilized) {
7682                         env->dst_rq->rd->overutilized = overutilized;
7683                         trace_sched_overutilized(overutilized);
7684                 }
7685         } else {
7686                 if (!env->dst_rq->rd->overutilized && overutilized) {
7687                         env->dst_rq->rd->overutilized = true;
7688                         trace_sched_overutilized(true);
7689                 }
7690         }
7691
7692 }
7693
7694 /**
7695  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
7696  *                      sched doman.
7697  *
7698  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
7699  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
7700  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
7701  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
7702  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
7703  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
7704  *
7705  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
7706  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
7707  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
7708  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
7709  * number.
7710  *
7711  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
7712  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
7713  *
7714  * @env: The load balancing environment.
7715  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
7716  */
7717 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7718 {
7719         int busiest_cpu;
7720
7721         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7722                 return 0;
7723
7724         if (!sds->busiest)
7725                 return 0;
7726
7727         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
7728         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
7729                 return 0;
7730
7731         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
7732                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
7733                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
7734
7735         return 1;
7736 }
7737
7738 /**
7739  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
7740  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
7741  *                      load balancing.
7742  * @env: The load balancing environment.
7743  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7744  */
7745 static inline
7746 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7747 {
7748         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
7749         unsigned int imbn = 2;
7750         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
7751         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7752
7753         local = &sds->local_stat;
7754         busiest = &sds->busiest_stat;
7755
7756         if (!local->sum_nr_running)
7757                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
7758         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
7759                 imbn = 1;
7760
7761         scaled_busy_load_per_task =
7762                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7763                 busiest->group_capacity;
7764
7765         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
7766             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
7767                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7768                 return;
7769         }
7770
7771         /*
7772          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
7773          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
7774          * moving them.
7775          */
7776
7777         capa_now += busiest->group_capacity *
7778                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
7779         capa_now += local->group_capacity *
7780                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
7781         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7782
7783         /* Amount of load we'd subtract */
7784         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
7785                 capa_move += busiest->group_capacity *
7786                             min(busiest->load_per_task,
7787                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
7788         }
7789
7790         /* Amount of load we'd add */
7791         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
7792             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7793                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
7794                       local->group_capacity;
7795         } else {
7796                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7797                       local->group_capacity;
7798         }
7799         capa_move += local->group_capacity *
7800                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
7801         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7802
7803         /* Move if we gain throughput */
7804         if (capa_move > capa_now)
7805                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7806 }
7807
7808 /**
7809  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
7810  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
7811  * @env: load balance environment
7812  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7813  */
7814 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7815 {
7816         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
7817         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7818
7819         local = &sds->local_stat;
7820         busiest = &sds->busiest_stat;
7821
7822         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
7823                 /*
7824                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
7825                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
7826                  */
7827                 busiest->load_per_task =
7828                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
7829         }
7830
7831         /*
7832          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
7833          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
7834          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
7835          */
7836         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
7837             local->avg_load >= sds->avg_load) {
7838                 /* Misfitting tasks should be migrated in any case */
7839                 if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7840                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task;
7841                         return;
7842                 }
7843
7844                 /*
7845                  * Busiest group is overloaded, local is not, use the spare
7846                  * cycles to maximize throughput
7847                  */
7848                 if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7849                     local->group_type <= group_misfit_task) {
7850                         env->imbalance = busiest->load_per_task;
7851                         return;
7852                 }
7853
7854                 env->imbalance = 0;
7855                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7856         }
7857
7858         /*
7859          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
7860          */
7861         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7862             local->group_type   == group_overloaded) {
7863                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
7864                                         SCHED_LOAD_SCALE;
7865                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
7866                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
7867                 else
7868                         load_above_capacity = ~0UL;
7869         }
7870
7871         /*
7872          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
7873          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
7874          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
7875          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
7876          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
7877          * for the minimum possible imbalance.
7878          */
7879         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
7880
7881         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
7882         env->imbalance = min(
7883                 max_pull * busiest->group_capacity,
7884                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
7885         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
7886
7887         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
7888         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
7889                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
7890                                      busiest->group_misfit_task);
7891
7892         /*
7893          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
7894          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
7895          * a think about bumping its value to force at least one task to be
7896          * moved
7897          */
7898         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
7899                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7900 }
7901
7902 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
7903
7904 /**
7905  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
7906  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
7907  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
7908  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
7909  * such a group exists.
7910  *
7911  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
7912  * to restore balance.
7913  *
7914  * @env: The load balancing environment.
7915  *
7916  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
7917  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
7918  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
7919  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
7920  */
7921 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
7922 {
7923         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7924         struct sd_lb_stats sds;
7925
7926         init_sd_lb_stats(&sds);
7927
7928         /*
7929          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
7930          * this level.
7931          */
7932         update_sd_lb_stats(env, &sds);
7933
7934         if (energy_aware() && !env->dst_rq->rd->overutilized)
7935                 goto out_balanced;
7936
7937         local = &sds.local_stat;
7938         busiest = &sds.busiest_stat;
7939
7940         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
7941         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
7942             check_asym_packing(env, &sds))
7943                 return sds.busiest;
7944
7945         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
7946         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
7947                 goto out_balanced;
7948
7949         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
7950                                                 / sds.total_capacity;
7951
7952         /*
7953          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
7954          * work because they assume all things are equal, which typically
7955          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
7956          */
7957         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
7958                 goto force_balance;
7959
7960         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
7961         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
7962             busiest->group_no_capacity)
7963                 goto force_balance;
7964
7965         /* Misfitting tasks should be dealt with regardless of the avg load */
7966         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7967                 goto force_balance;
7968         }
7969
7970         /*
7971          * If the local group is busier than the selected busiest group
7972          * don't try and pull any tasks.
7973          */
7974         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
7975                 goto out_balanced;
7976
7977         /*
7978          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
7979          * average load.
7980          */
7981         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
7982                 goto out_balanced;
7983
7984         if (env->idle == CPU_IDLE) {
7985                 /*
7986                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
7987                  * and there is no imbalance between this and busiest group
7988                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
7989                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
7990                  * might end up to just move the imbalance on another group
7991                  */
7992                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
7993                     (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)) &&
7994                     !group_smaller_cpu_capacity(sds.busiest, sds.local))
7995                         goto out_balanced;
7996         } else {
7997                 /*
7998                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
7999                  * imbalance_pct to be conservative.
8000                  */
8001                 if (100 * busiest->avg_load <=
8002                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8003                         goto out_balanced;
8004         }
8005
8006 force_balance:
8007         env->busiest_group_type = busiest->group_type;
8008         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8009         calculate_imbalance(env, &sds);
8010         return sds.busiest;
8011
8012 out_balanced:
8013         env->imbalance = 0;
8014         return NULL;
8015 }
8016
8017 /*
8018  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
8019  */
8020 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8021                                      struct sched_group *group)
8022 {
8023         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8024         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8025         int i;
8026
8027         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
8028                 unsigned long capacity, wl;
8029                 enum fbq_type rt;
8030
8031                 rq = cpu_rq(i);
8032                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8033
8034                 /*
8035                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8036                  *  - regular: there are !numa tasks
8037                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8038                  *  - all:     there is no distinction
8039                  *
8040                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8041                  * ignore those when there's better options.
8042                  *
8043                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8044                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8045                  * queue by moving tasks around inside the node.
8046                  *
8047                  * If we cannot move enough load due to this classification
8048                  * the next pass will adjust the group classification and
8049                  * allow migration of more tasks.
8050                  *
8051                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8052                  */
8053                 if (rt > env->fbq_type)
8054                         continue;
8055
8056                 capacity = capacity_of(i);
8057
8058                 wl = weighted_cpuload(i);
8059
8060                 /*
8061                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
8062                  * which is not scaled with the cpu capacity.
8063                  */
8064
8065                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
8066                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd) &&
8067                     env->busiest_group_type != group_misfit_task)
8068                         continue;
8069
8070                 /*
8071                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
8072                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
8073                  * that the load can be moved away from the cpu that is
8074                  * potentially running at a lower capacity.
8075                  *
8076                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
8077                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
8078                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
8079                  * our previous maximum.
8080                  */
8081                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8082                         busiest_load = wl;
8083                         busiest_capacity = capacity;
8084                         busiest = rq;
8085                 }
8086         }
8087
8088         return busiest;
8089 }
8090
8091 /*
8092  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8093  * so long as it is large enough.
8094  */
8095 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8096
8097 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
8098 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
8099
8100 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8101 {
8102         struct sched_domain *sd = env->sd;
8103
8104         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
8105
8106                 /*
8107                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8108                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
8109                  * lowest numbered CPUs.
8110                  */
8111                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
8112                         return 1;
8113         }
8114
8115         /*
8116          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8117          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8118          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8119          * available on dst_cpu.
8120          */
8121         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8122             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8123                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8124                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8125                         return 1;
8126         }
8127
8128         if ((capacity_of(env->src_cpu) < capacity_of(env->dst_cpu)) &&
8129                                 env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1 &&
8130                                 cpu_overutilized(env->src_cpu) &&
8131                                 !cpu_overutilized(env->dst_cpu)) {
8132                         return 1;
8133         }
8134
8135         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8136 }
8137
8138 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8139
8140 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8141 {
8142         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8143         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
8144         int cpu, balance_cpu = -1;
8145
8146         /*
8147          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
8148          * to do the newly idle load balance.
8149          */
8150         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8151                 return 1;
8152
8153         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
8154         sg_mask = sched_group_mask(sg);
8155         /* Try to find first idle cpu */
8156         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
8157                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
8158                         continue;
8159
8160                 balance_cpu = cpu;
8161                 break;
8162         }
8163
8164         if (balance_cpu == -1)
8165                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8166
8167         /*
8168          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
8169          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8170          */
8171         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8172 }
8173
8174 /*
8175  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8176  * tasks if there is an imbalance.
8177  */
8178 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8179                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8180                         int *continue_balancing)
8181 {
8182         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8183         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8184         struct sched_group *group;
8185         struct rq *busiest;
8186         unsigned long flags;
8187         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8188
8189         struct lb_env env = {
8190                 .sd             = sd,
8191                 .dst_cpu        = this_cpu,
8192                 .dst_rq         = this_rq,
8193                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
8194                 .idle           = idle,
8195                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8196                 .cpus           = cpus,
8197                 .fbq_type       = all,
8198                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8199         };
8200
8201         /*
8202          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
8203          * other cpus in our group
8204          */
8205         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8206                 env.dst_grpmask = NULL;
8207
8208         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
8209
8210         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
8211
8212 redo:
8213         if (!should_we_balance(&env)) {
8214                 *continue_balancing = 0;
8215                 goto out_balanced;
8216         }
8217
8218         group = find_busiest_group(&env);
8219         if (!group) {
8220                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
8221                 goto out_balanced;
8222         }
8223
8224         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8225         if (!busiest) {
8226                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
8227                 goto out_balanced;
8228         }
8229
8230         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8231
8232         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8233
8234         env.src_cpu = busiest->cpu;
8235         env.src_rq = busiest;
8236
8237         ld_moved = 0;
8238         if (busiest->nr_running > 1) {
8239                 /*
8240                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8241                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8242                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8243                  * correctly treated as an imbalance.
8244                  */
8245                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8246                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8247
8248 more_balance:
8249                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8250
8251                 /*
8252                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8253                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8254                  */
8255                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8256                 /*
8257                  * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8258                  */
8259                 if (cur_ld_moved)
8260                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8261
8262                 /*
8263                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8264                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8265                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8266                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8267                  * See task_rq_lock() family for the details.
8268                  */
8269
8270                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
8271
8272                 if (cur_ld_moved) {
8273                         attach_tasks(&env);
8274                         ld_moved += cur_ld_moved;
8275                 }
8276
8277                 local_irq_restore(flags);
8278
8279                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8280                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8281                         goto more_balance;
8282                 }
8283
8284                 /*
8285                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8286                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8287                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8288                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
8289                  * sched_group.
8290                  *
8291                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8292                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8293                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8294                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8295                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8296                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8297                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8298                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8299                  * This however should not happen so much in practice and
8300                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8301                  * excess load moved.
8302                  */
8303                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8304
8305                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
8306                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8307
8308                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8309                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8310                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8311                         env.loop         = 0;
8312                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8313
8314                         /*
8315                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8316                          * need to continue with same src_cpu.
8317                          */
8318                         goto more_balance;
8319                 }
8320
8321                 /*
8322                  * We failed to reach balance because of affinity.
8323                  */
8324                 if (sd_parent) {
8325                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8326
8327                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8328                                 *group_imbalance = 1;
8329                 }
8330
8331                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8332                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8333                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8334                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
8335                                 env.loop = 0;
8336                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8337                                 goto redo;
8338                         }
8339                         goto out_all_pinned;
8340                 }
8341         }
8342
8343         if (!ld_moved) {
8344                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
8345                 /*
8346                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8347                  * We do not want newidle balance, which can be very
8348                  * frequent, pollute the failure counter causing
8349                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8350                  */
8351                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8352                         if (env.src_grp_nr_running > 1)
8353                                 sd->nr_balance_failed++;
8354
8355                 if (need_active_balance(&env)) {
8356                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8357
8358                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8359                          * if the curr task on busiest cpu can't be
8360                          * moved to this_cpu
8361                          */
8362                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
8363                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
8364                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8365                                                             flags);
8366                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8367                                 goto out_one_pinned;
8368                         }
8369
8370                         /*
8371                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8372                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8373                          * only after active load balance is finished.
8374                          */
8375                         if (!busiest->active_balance) {
8376                                 busiest->active_balance = 1;
8377                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8378                                 active_balance = 1;
8379                         }
8380                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8381
8382                         if (active_balance) {
8383                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8384                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8385                                         &busiest->active_balance_work);
8386                         }
8387
8388                         /*
8389                          * We've kicked active balancing, reset the failure
8390                          * counter.
8391                          */
8392                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8393                 }
8394         } else
8395                 sd->nr_balance_failed = 0;
8396
8397         if (likely(!active_balance)) {
8398                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8399                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8400         } else {
8401                 /*
8402                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
8403                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
8404                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
8405                  * detach_tasks).
8406                  */
8407                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
8408                         sd->balance_interval *= 2;
8409         }
8410
8411         goto out;
8412
8413 out_balanced:
8414         /*
8415          * We reach balance although we may have faced some affinity
8416          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
8417          */
8418         if (sd_parent) {
8419                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8420
8421                 if (*group_imbalance)
8422                         *group_imbalance = 0;
8423         }
8424
8425 out_all_pinned:
8426         /*
8427          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
8428          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
8429          * can try to migrate them.
8430          */
8431         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
8432
8433         sd->nr_balance_failed = 0;
8434
8435 out_one_pinned:
8436         /* tune up the balancing interval */
8437         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
8438                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
8439                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
8440                 sd->balance_interval *= 2;
8441
8442         ld_moved = 0;
8443 out:
8444         return ld_moved;
8445 }
8446
8447 static inline unsigned long
8448 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
8449 {
8450         unsigned long interval = sd->balance_interval;
8451
8452         if (cpu_busy)
8453                 interval *= sd->busy_factor;
8454
8455         /* scale ms to jiffies */
8456         interval = msecs_to_jiffies(interval);
8457         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8458
8459         return interval;
8460 }
8461
8462 static inline void
8463 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
8464 {
8465         unsigned long interval, next;
8466
8467         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
8468         next = sd->last_balance + interval;
8469
8470         if (time_after(*next_balance, next))
8471                 *next_balance = next;
8472 }
8473
8474 /*
8475  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
8476  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
8477  */
8478 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
8479 {
8480         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
8481         int this_cpu = this_rq->cpu;
8482         struct sched_domain *sd;
8483         int pulled_task = 0;
8484         u64 curr_cost = 0;
8485         long removed_util=0;
8486
8487         idle_enter_fair(this_rq);
8488
8489         /*
8490          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
8491          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
8492          */
8493         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
8494
8495         if (!energy_aware() &&
8496             (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
8497              !this_rq->rd->overload)) {
8498                 rcu_read_lock();
8499                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
8500                 if (sd)
8501                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8502                 rcu_read_unlock();
8503
8504                 goto out;
8505         }
8506
8507         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
8508
8509         /*
8510          * If removed_util_avg is !0 we most probably migrated some task away
8511          * from this_cpu. In this case we might be willing to trigger an OPP
8512          * update, but we want to do so if we don't find anybody else to pull
8513          * here (we will trigger an OPP update with the pulled task's enqueue
8514          * anyway).
8515          *
8516          * Record removed_util before calling update_blocked_averages, and use
8517          * it below (before returning) to see if an OPP update is required.
8518          */
8519         removed_util = atomic_long_read(&(this_rq->cfs).removed_util_avg);
8520         update_blocked_averages(this_cpu);
8521         rcu_read_lock();
8522         for_each_domain(this_cpu, sd) {
8523                 int continue_balancing = 1;
8524                 u64 t0, domain_cost;
8525
8526                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8527                         continue;
8528
8529                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
8530                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8531                         break;
8532                 }
8533
8534                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
8535                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
8536
8537                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
8538                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
8539                                                    &continue_balancing);
8540
8541                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
8542                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
8543                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
8544
8545                         curr_cost += domain_cost;
8546                 }
8547
8548                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8549
8550                 /*
8551                  * Stop searching for tasks to pull if there are
8552                  * now runnable tasks on this rq.
8553                  */
8554                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
8555                         break;
8556         }
8557         rcu_read_unlock();
8558
8559         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
8560
8561         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
8562                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
8563
8564         /*
8565          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
8566          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
8567          * pretend we pulled a task.
8568          */
8569         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
8570                 pulled_task = 1;
8571
8572 out:
8573         /* Move the next balance forward */
8574         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
8575                 this_rq->next_balance = next_balance;
8576
8577         /* Is there a task of a high priority class? */
8578         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
8579                 pulled_task = -1;
8580
8581         if (pulled_task) {
8582                 idle_exit_fair(this_rq);
8583                 this_rq->idle_stamp = 0;
8584         } else if (removed_util) {
8585                 /*
8586                  * No task pulled and someone has been migrated away.
8587                  * Good case to trigger an OPP update.
8588                  */
8589                 update_capacity_of(this_cpu);
8590         }
8591
8592         return pulled_task;
8593 }
8594
8595 /*
8596  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
8597  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
8598  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
8599  * avoids physical / logical imbalances.
8600  */
8601 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
8602 {
8603         struct rq *busiest_rq = data;
8604         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
8605         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
8606         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
8607         struct sched_domain *sd;
8608         struct task_struct *p = NULL;
8609
8610         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
8611
8612         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
8613         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
8614                      !busiest_rq->active_balance))
8615                 goto out_unlock;
8616
8617         /* Is there any task to move? */
8618         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
8619                 goto out_unlock;
8620
8621         /*
8622          * This condition is "impossible", if it occurs
8623          * we need to fix it. Originally reported by
8624          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
8625          */
8626         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
8627
8628         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
8629         rcu_read_lock();
8630         for_each_domain(target_cpu, sd) {
8631                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
8632                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
8633                                 break;
8634         }
8635
8636         if (likely(sd)) {
8637                 struct lb_env env = {
8638                         .sd             = sd,
8639                         .dst_cpu        = target_cpu,
8640                         .dst_rq         = target_rq,
8641                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
8642                         .src_rq         = busiest_rq,
8643                         .idle           = CPU_IDLE,
8644                 };
8645
8646                 schedstat_inc(sd, alb_count);
8647
8648                 p = detach_one_task(&env);
8649                 if (p) {
8650                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
8651                         /*
8652                          * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8653                          */
8654                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8655                 }
8656                 else
8657                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
8658         }
8659         rcu_read_unlock();
8660 out_unlock:
8661         busiest_rq->active_balance = 0;
8662         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
8663
8664         if (p)
8665                 attach_one_task(target_rq, p);
8666
8667         local_irq_enable();
8668
8669         return 0;
8670 }
8671
8672 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
8673 {
8674         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
8675 }
8676
8677 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8678 /*
8679  * idle load balancing details
8680  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
8681  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
8682  *   load balancing for all the idle CPUs.
8683  */
8684 static struct {
8685         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
8686         atomic_t nr_cpus;
8687         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
8688 } nohz ____cacheline_aligned;
8689
8690 static inline int find_new_ilb(void)
8691 {
8692         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
8693
8694         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
8695                 return ilb;
8696
8697         return nr_cpu_ids;
8698 }
8699
8700 /*
8701  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
8702  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
8703  * CPU (if there is one).
8704  */
8705 static void nohz_balancer_kick(void)
8706 {
8707         int ilb_cpu;
8708
8709         nohz.next_balance++;
8710
8711         ilb_cpu = find_new_ilb();
8712
8713         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
8714                 return;
8715
8716         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
8717                 return;
8718         /*
8719          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
8720          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
8721          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
8722          * will be run before returning from the IPI.
8723          */
8724         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
8725         return;
8726 }
8727
8728 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
8729 {
8730         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
8731                 /*
8732                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
8733                  */
8734                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
8735                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8736                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
8737                 }
8738                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8739         }
8740 }
8741
8742 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
8743 {
8744         struct sched_domain *sd;
8745         int cpu = smp_processor_id();
8746
8747         rcu_read_lock();
8748         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8749
8750         if (!sd || !sd->nohz_idle)
8751                 goto unlock;
8752         sd->nohz_idle = 0;
8753
8754         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8755 unlock:
8756         rcu_read_unlock();
8757 }
8758
8759 void set_cpu_sd_state_idle(void)
8760 {
8761         struct sched_domain *sd;
8762         int cpu = smp_processor_id();
8763
8764         rcu_read_lock();
8765         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8766
8767         if (!sd || sd->nohz_idle)
8768                 goto unlock;
8769         sd->nohz_idle = 1;
8770
8771         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8772 unlock:
8773         rcu_read_unlock();
8774 }
8775
8776 /*
8777  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
8778  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
8779  */
8780 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
8781 {
8782         /*
8783          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
8784          */
8785         if (!cpu_active(cpu))
8786                 return;
8787
8788         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
8789                 return;
8790
8791         /*
8792          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
8793          */
8794         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
8795                 return;
8796
8797         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8798         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
8799         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8800 }
8801
8802 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
8803                                         unsigned long action, void *hcpu)
8804 {
8805         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
8806         case CPU_DYING:
8807                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
8808                 return NOTIFY_OK;
8809         default:
8810                 return NOTIFY_DONE;
8811         }
8812 }
8813 #endif
8814
8815 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
8816
8817 /*
8818  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
8819  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
8820  */
8821 void update_max_interval(void)
8822 {
8823         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
8824 }
8825
8826 /*
8827  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
8828  * and initiates a balancing operation if so.
8829  *
8830  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
8831  */
8832 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
8833 {
8834         int continue_balancing = 1;
8835         int cpu = rq->cpu;
8836         unsigned long interval;
8837         struct sched_domain *sd;
8838         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8839         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8840         int update_next_balance = 0;
8841         int need_serialize, need_decay = 0;
8842         u64 max_cost = 0;
8843
8844         update_blocked_averages(cpu);
8845
8846         rcu_read_lock();
8847         for_each_domain(cpu, sd) {
8848                 /*
8849                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
8850                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
8851                  */
8852                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
8853                         sd->max_newidle_lb_cost =
8854                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
8855                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
8856                         need_decay = 1;
8857                 }
8858                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
8859
8860                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8861                         continue;
8862
8863                 /*
8864                  * Stop the load balance at this level. There is another
8865                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
8866                  * actively.
8867                  */
8868                 if (!continue_balancing) {
8869                         if (need_decay)
8870                                 continue;
8871                         break;
8872                 }
8873
8874                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8875
8876                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
8877                 if (need_serialize) {
8878                         if (!spin_trylock(&balancing))
8879                                 goto out;
8880                 }
8881
8882                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
8883                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
8884                                 /*
8885                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
8886                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
8887                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
8888                                  */
8889                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8890                         }
8891                         sd->last_balance = jiffies;
8892                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8893                 }
8894                 if (need_serialize)
8895                         spin_unlock(&balancing);
8896 out:
8897                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
8898                         next_balance = sd->last_balance + interval;
8899                         update_next_balance = 1;
8900                 }
8901         }
8902         if (need_decay) {
8903                 /*
8904                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
8905                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
8906                  */
8907                 rq->max_idle_balance_cost =
8908                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
8909         }
8910         rcu_read_unlock();
8911
8912         /*
8913          * next_balance will be updated only when there is a need.
8914          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
8915          * updated.
8916          */
8917         if (likely(update_next_balance)) {
8918                 rq->next_balance = next_balance;
8919
8920 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8921                 /*
8922                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
8923                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
8924                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
8925                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
8926                  * balance for itself and we need to update the
8927                  * nohz.next_balance accordingly.
8928                  */
8929                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
8930                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
8931 #endif
8932         }
8933 }
8934
8935 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8936 /*
8937  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
8938  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
8939  */
8940 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
8941 {
8942         int this_cpu = this_rq->cpu;
8943         struct rq *rq;
8944         int balance_cpu;
8945         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8946         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8947         int update_next_balance = 0;
8948
8949         if (idle != CPU_IDLE ||
8950             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
8951                 goto end;
8952
8953         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
8954                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
8955                         continue;
8956
8957                 /*
8958                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
8959                  * work being done for other cpus. Next load
8960                  * balancing owner will pick it up.
8961                  */
8962                 if (need_resched())
8963                         break;
8964
8965                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
8966
8967                 /*
8968                  * If time for next balance is due,
8969                  * do the balance.
8970                  */
8971                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
8972                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8973                         update_rq_clock(rq);
8974                         update_idle_cpu_load(rq);
8975                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8976                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
8977                 }
8978
8979                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
8980                         next_balance = rq->next_balance;
8981                         update_next_balance = 1;
8982                 }
8983         }
8984
8985         /*
8986          * next_balance will be updated only when there is a need.
8987          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
8988          * updated.
8989          */
8990         if (likely(update_next_balance))
8991                 nohz.next_balance = next_balance;
8992 end:
8993         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
8994 }
8995
8996 /*
8997  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
8998  * of an idle cpu in the system.
8999  *   - This rq has more than one task.
9000  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
9001  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
9002  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
9003  *     multiple busy cpu.
9004  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
9005  *     domain span are idle.
9006  */
9007 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
9008 {
9009         unsigned long now = jiffies;
9010         struct sched_domain *sd;
9011         struct sched_group_capacity *sgc;
9012         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
9013         bool kick = false;
9014
9015         if (unlikely(rq->idle_balance))
9016                 return false;
9017
9018        /*
9019         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9020         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9021         */
9022         set_cpu_sd_state_busy();
9023         nohz_balance_exit_idle(cpu);
9024
9025         /*
9026          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9027          * balancing.
9028          */
9029         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9030                 return false;
9031
9032         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9033                 return false;
9034
9035         if (rq->nr_running >= 2 &&
9036             (!energy_aware() || cpu_overutilized(cpu)))
9037                 return true;
9038
9039         rcu_read_lock();
9040         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
9041         if (sd && !energy_aware()) {
9042                 sgc = sd->groups->sgc;
9043                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
9044
9045                 if (nr_busy > 1) {
9046                         kick = true;
9047                         goto unlock;
9048                 }
9049
9050         }
9051
9052         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9053         if (sd) {
9054                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
9055                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9056                         kick = true;
9057                         goto unlock;
9058                 }
9059         }
9060
9061         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
9062         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
9063                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
9064                 kick = true;
9065                 goto unlock;
9066         }
9067
9068 unlock:
9069         rcu_read_unlock();
9070         return kick;
9071 }
9072 #else
9073 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
9074 #endif
9075
9076 /*
9077  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
9078  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
9079  */
9080 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
9081 {
9082         struct rq *this_rq = this_rq();
9083         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
9084                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9085
9086         /*
9087          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
9088          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
9089          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
9090          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
9091          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
9092          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9093          */
9094         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
9095         rebalance_domains(this_rq, idle);
9096 }
9097
9098 /*
9099  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9100  */
9101 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9102 {
9103         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9104         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9105                 return;
9106
9107         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
9108                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
9109 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9110         if (nohz_kick_needed(rq))
9111                 nohz_balancer_kick();
9112 #endif
9113 }
9114
9115 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9116 {
9117         update_sysctl();
9118
9119         update_runtime_enabled(rq);
9120 }
9121
9122 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9123 {
9124         update_sysctl();
9125
9126         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9127         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9128 }
9129
9130 #endif /* CONFIG_SMP */
9131
9132 /*
9133  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
9134  */
9135 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9136 {
9137         struct cfs_rq *cfs_rq;
9138         struct sched_entity *se = &curr->se;
9139
9140         for_each_sched_entity(se) {
9141                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9142                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9143         }
9144
9145         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9146                 task_tick_numa(rq, curr);
9147
9148 #ifdef CONFIG_SMP
9149         if (!rq->rd->overutilized && cpu_overutilized(task_cpu(curr))) {
9150                 rq->rd->overutilized = true;
9151                 trace_sched_overutilized(true);
9152         }
9153
9154         rq->misfit_task = !task_fits_max(curr, rq->cpu);
9155 #endif
9156
9157 }
9158
9159 /*
9160  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9161  *  - child not yet on the tasklist
9162  *  - preemption disabled
9163  */
9164 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
9165 {
9166         struct cfs_rq *cfs_rq;
9167         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
9168         int this_cpu = smp_processor_id();
9169         struct rq *rq = this_rq();
9170         unsigned long flags;
9171
9172         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9173
9174         update_rq_clock(rq);
9175
9176         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
9177         curr = cfs_rq->curr;
9178
9179         /*
9180          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
9181          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
9182          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
9183          * of child point to valid ones.
9184          */
9185         rcu_read_lock();
9186         __set_task_cpu(p, this_cpu);
9187         rcu_read_unlock();
9188
9189         update_curr(cfs_rq);
9190
9191         if (curr)
9192                 se->vruntime = curr->vruntime;
9193         place_entity(cfs_rq, se, 1);
9194
9195         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
9196                 /*
9197                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
9198                  * 'current' within the tree based on its new key value.
9199                  */
9200                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
9201                 resched_curr(rq);
9202         }
9203
9204         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9205
9206         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9207 }
9208
9209 /*
9210  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9211  * the current task.
9212  */
9213 static void
9214 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9215 {
9216         if (!task_on_rq_queued(p))
9217                 return;
9218
9219         /*
9220          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9221          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9222          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9223          */
9224         if (rq->curr == p) {
9225                 if (p->prio > oldprio)
9226                         resched_curr(rq);
9227         } else
9228                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
9229 }
9230
9231 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
9232 {
9233         struct sched_entity *se = &p->se;
9234
9235         /*
9236          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
9237          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
9238          * vruntime.
9239          */
9240         if (p->on_rq)
9241                 return true;
9242
9243         /*
9244          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
9245          * But there are some cases where it has already been normalized:
9246          *
9247          * - A forked child which is waiting for being woken up by
9248          *   wake_up_new_task().
9249          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
9250          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
9251          */
9252         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
9253                 return true;
9254
9255         return false;
9256 }
9257
9258 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9259 {
9260         struct sched_entity *se = &p->se;
9261         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9262
9263         if (!vruntime_normalized(p)) {
9264                 /*
9265                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
9266                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
9267                  */
9268                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
9269                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9270         }
9271
9272         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
9273         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9274 }
9275
9276 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9277 {
9278         struct sched_entity *se = &p->se;
9279         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9280
9281 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9282         /*
9283          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
9284          * class maintain depth value), reset depth properly.
9285          */
9286         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9287 #endif
9288
9289         /* Synchronize task with its cfs_rq */
9290         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9291
9292         if (!vruntime_normalized(p))
9293                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
9294 }
9295
9296 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9297 {
9298         detach_task_cfs_rq(p);
9299 }
9300
9301 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9302 {
9303         attach_task_cfs_rq(p);
9304
9305         if (task_on_rq_queued(p)) {
9306                 /*
9307                  * We were most likely switched from sched_rt, so
9308                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
9309                  * if we can still preempt the current task.
9310                  */
9311                 if (rq->curr == p)
9312                         resched_curr(rq);
9313                 else
9314                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9315         }
9316 }
9317
9318 /* Account for a task changing its policy or group.
9319  *
9320  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
9321  * migrates between groups/classes.
9322  */
9323 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
9324 {
9325         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
9326
9327         for_each_sched_entity(se) {
9328                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9329
9330                 set_next_entity(cfs_rq, se);
9331                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
9332                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
9333         }
9334 }
9335
9336 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
9337 {
9338         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
9339         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
9340 #ifndef CONFIG_64BIT
9341         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
9342 #endif
9343 #ifdef CONFIG_SMP
9344         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
9345         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
9346 #endif
9347 }
9348
9349 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9350 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
9351 {
9352         detach_task_cfs_rq(p);
9353         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9354
9355 #ifdef CONFIG_SMP
9356         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
9357         p->se.avg.last_update_time = 0;
9358 #endif
9359         attach_task_cfs_rq(p);
9360 }
9361
9362 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9363 {
9364         int i;
9365
9366         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9367
9368         for_each_possible_cpu(i) {
9369                 if (tg->cfs_rq)
9370                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9371                 if (tg->se) {
9372                         if (tg->se[i])
9373                                 remove_entity_load_avg(tg->se[i]);
9374                         kfree(tg->se[i]);
9375                 }
9376         }
9377
9378         kfree(tg->cfs_rq);
9379         kfree(tg->se);
9380 }
9381
9382 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9383 {
9384         struct cfs_rq *cfs_rq;
9385         struct sched_entity *se;
9386         int i;
9387
9388         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9389         if (!tg->cfs_rq)
9390                 goto err;
9391         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9392         if (!tg->se)
9393                 goto err;
9394
9395         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9396
9397         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9398
9399         for_each_possible_cpu(i) {
9400                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9401                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9402                 if (!cfs_rq)
9403                         goto err;
9404
9405                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9406                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9407                 if (!se)
9408                         goto err_free_rq;
9409
9410                 init_cfs_rq(cfs_rq);
9411                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
9412                 init_entity_runnable_average(se);
9413         }
9414
9415         return 1;
9416
9417 err_free_rq:
9418         kfree(cfs_rq);
9419 err:
9420         return 0;
9421 }
9422
9423 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9424 {
9425         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9426         unsigned long flags;
9427
9428         /*
9429         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
9430         * check on_list without danger of it being re-added.
9431         */
9432         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
9433                 return;
9434
9435         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9436         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
9437         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9438 }
9439
9440 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
9441                         struct sched_entity *se, int cpu,
9442                         struct sched_entity *parent)
9443 {
9444         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9445
9446         cfs_rq->tg = tg;
9447         cfs_rq->rq = rq;
9448         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
9449
9450         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
9451         tg->se[cpu] = se;
9452
9453         /* se could be NULL for root_task_group */
9454         if (!se)
9455                 return;
9456
9457         if (!parent) {
9458                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
9459                 se->depth = 0;
9460         } else {
9461                 se->cfs_rq = parent->my_q;
9462                 se->depth = parent->depth + 1;
9463         }
9464
9465         se->my_q = cfs_rq;
9466         /* guarantee group entities always have weight */
9467         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
9468         se->parent = parent;
9469 }
9470
9471 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9472
9473 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9474 {
9475         int i;
9476         unsigned long flags;
9477
9478         /*
9479          * We can't change the weight of the root cgroup.
9480          */
9481         if (!tg->se[0])
9482                 return -EINVAL;
9483
9484         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9485
9486         mutex_lock(&shares_mutex);
9487         if (tg->shares == shares)
9488                 goto done;
9489
9490         tg->shares = shares;
9491         for_each_possible_cpu(i) {
9492                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9493                 struct sched_entity *se;
9494
9495                 se = tg->se[i];
9496                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9497                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9498
9499                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
9500                 update_rq_clock(rq);
9501                 for_each_sched_entity(se)
9502                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
9503                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9504         }
9505
9506 done:
9507         mutex_unlock(&shares_mutex);
9508         return 0;
9509 }
9510 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9511
9512 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9513
9514 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9515 {
9516         return 1;
9517 }
9518
9519 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
9520
9521 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9522
9523
9524 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
9525 {
9526         struct sched_entity *se = &task->se;
9527         unsigned int rr_interval = 0;
9528
9529         /*
9530          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
9531          * idle runqueue:
9532          */
9533         if (rq->cfs.load.weight)
9534                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
9535
9536         return rr_interval;
9537 }
9538
9539 /*
9540  * All the scheduling class methods:
9541  */
9542 const struct sched_class fair_sched_class = {
9543         .next                   = &idle_sched_class,
9544         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
9545         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
9546         .yield_task             = yield_task_fair,
9547         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
9548
9549         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
9550
9551         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
9552         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
9553
9554 #ifdef CONFIG_SMP
9555         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
9556         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
9557
9558         .rq_online              = rq_online_fair,
9559         .rq_offline             = rq_offline_fair,
9560
9561         .task_waking            = task_waking_fair,
9562         .task_dead              = task_dead_fair,
9563         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
9564 #endif
9565
9566         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
9567         .task_tick              = task_tick_fair,
9568         .task_fork              = task_fork_fair,
9569
9570         .prio_changed           = prio_changed_fair,
9571         .switched_from          = switched_from_fair,
9572         .switched_to            = switched_to_fair,
9573
9574         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
9575
9576         .update_curr            = update_curr_fair,
9577
9578 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9579         .task_move_group        = task_move_group_fair,
9580 #endif
9581 };
9582
9583 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
9584 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
9585 {
9586         struct cfs_rq *cfs_rq;
9587
9588         rcu_read_lock();
9589         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
9590                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
9591         rcu_read_unlock();
9592 }
9593
9594 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9595 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
9596 {
9597         int node;
9598         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
9599
9600         for_each_online_node(node) {
9601                 if (p->numa_faults) {
9602                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
9603                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9604                 }
9605                 if (p->numa_group) {
9606                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
9607                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9608                 }
9609                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
9610         }
9611 }
9612 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9613 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
9614
9615 __init void init_sched_fair_class(void)
9616 {
9617 #ifdef CONFIG_SMP
9618         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
9619
9620 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9621         nohz.next_balance = jiffies;
9622         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
9623         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
9624 #endif
9625 #endif /* SMP */
9626
9627 }