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