FIXUP: sched/tune: update accouting before CPU capacity
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/cpuidle.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/profile.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/migrate.h>
32 #include <linux/task_work.h>
33 #include <linux/module.h>
34
35 #include <trace/events/sched.h>
36
37 #include "sched.h"
38 #include "tune.h"
39 #include "walt.h"
40
41 /*
42  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
43  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
44  *
45  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
46  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
47  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
48  * based scheduling concepts.
49  *
50  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
51  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
52  */
53 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
54 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
55
56 unsigned int sysctl_sched_is_big_little = 0;
57 unsigned int sysctl_sched_sync_hint_enable = 1;
58 unsigned int sysctl_sched_initial_task_util = 0;
59 unsigned int sysctl_sched_cstate_aware = 1;
60
61 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
62 unsigned int sysctl_sched_use_walt_cpu_util = 1;
63 unsigned int sysctl_sched_use_walt_task_util = 1;
64 __read_mostly unsigned int sysctl_sched_walt_cpu_high_irqload =
65     (10 * NSEC_PER_MSEC);
66 #endif
67 /*
68  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
69  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
70  *
71  * Options are:
72  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
73  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
74  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
75  */
76 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
77         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
78
79 /*
80  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
81  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
82  */
83 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
84 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
85
86 /*
87  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
88  */
89 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
90
91 /*
92  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
93  * parent will (try to) run first.
94  */
95 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
96
97 /*
98  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
99  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
100  *
101  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
102  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
103  * have immediate wakeup/sleep latencies.
104  */
105 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
106 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
107
108 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
109
110 /*
111  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
112  * distribution.
113  * (default: 10msec)
114  */
115 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
116
117 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
118 /*
119  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
120  * each time a cfs_rq requests quota.
121  *
122  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
123  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
124  * we will always only issue the remaining available time.
125  *
126  * default: 5 msec, units: microseconds
127   */
128 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
129 #endif
130
131 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
132 {
133         lw->weight += inc;
134         lw->inv_weight = 0;
135 }
136
137 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
138 {
139         lw->weight -= dec;
140         lw->inv_weight = 0;
141 }
142
143 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
144 {
145         lw->weight = w;
146         lw->inv_weight = 0;
147 }
148
149 /*
150  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
151  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
152  * to users decreases. But the relationship is not linear,
153  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
154  * number of CPUs.
155  *
156  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
157  */
158 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
159 {
160         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
161         unsigned int factor;
162
163         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
164         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
165                 factor = 1;
166                 break;
167         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
168                 factor = cpus;
169                 break;
170         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
171         default:
172                 factor = 1 + ilog2(cpus);
173                 break;
174         }
175
176         return factor;
177 }
178
179 static void update_sysctl(void)
180 {
181         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
182
183 #define SET_SYSCTL(name) \
184         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
185         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
186         SET_SYSCTL(sched_latency);
187         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
188 #undef SET_SYSCTL
189 }
190
191 void sched_init_granularity(void)
192 {
193         update_sysctl();
194 }
195
196 #define WMULT_CONST     (~0U)
197 #define WMULT_SHIFT     32
198
199 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
200 {
201         unsigned long w;
202
203         if (likely(lw->inv_weight))
204                 return;
205
206         w = scale_load_down(lw->weight);
207
208         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
209                 lw->inv_weight = 1;
210         else if (unlikely(!w))
211                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
212         else
213                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
214 }
215
216 /*
217  * delta_exec * weight / lw.weight
218  *   OR
219  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
220  *
221  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
222  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
223  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
224  *
225  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
226  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
227  */
228 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
229 {
230         u64 fact = scale_load_down(weight);
231         int shift = WMULT_SHIFT;
232
233         __update_inv_weight(lw);
234
235         if (unlikely(fact >> 32)) {
236                 while (fact >> 32) {
237                         fact >>= 1;
238                         shift--;
239                 }
240         }
241
242         /* hint to use a 32x32->64 mul */
243         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
244
245         while (fact >> 32) {
246                 fact >>= 1;
247                 shift--;
248         }
249
250         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
251 }
252
253
254 const struct sched_class fair_sched_class;
255
256 /**************************************************************
257  * CFS operations on generic schedulable entities:
258  */
259
260 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
261
262 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
263 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
264 {
265         return cfs_rq->rq;
266 }
267
268 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
269 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
270
271 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
272 {
273 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
274         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
275 #endif
276         return container_of(se, struct task_struct, se);
277 }
278
279 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
280 #define for_each_sched_entity(se) \
281                 for (; se; se = se->parent)
282
283 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
284 {
285         return p->se.cfs_rq;
286 }
287
288 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
289 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
290 {
291         return se->cfs_rq;
292 }
293
294 /* runqueue "owned" by this group */
295 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
296 {
297         return grp->my_q;
298 }
299
300 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
301 {
302         if (!cfs_rq->on_list) {
303                 /*
304                  * Ensure we either appear before our parent (if already
305                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
306                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
307                  * reduces this to two cases.
308                  */
309                 if (cfs_rq->tg->parent &&
310                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
311                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
312                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
313                 } else {
314                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
315                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
316                 }
317
318                 cfs_rq->on_list = 1;
319         }
320 }
321
322 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
323 {
324         if (cfs_rq->on_list) {
325                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
326                 cfs_rq->on_list = 0;
327         }
328 }
329
330 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
331 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
332         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
333
334 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
335 static inline struct cfs_rq *
336 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
337 {
338         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
339                 return se->cfs_rq;
340
341         return NULL;
342 }
343
344 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
345 {
346         return se->parent;
347 }
348
349 static void
350 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
351 {
352         int se_depth, pse_depth;
353
354         /*
355          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
356          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
357          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
358          * parent.
359          */
360
361         /* First walk up until both entities are at same depth */
362         se_depth = (*se)->depth;
363         pse_depth = (*pse)->depth;
364
365         while (se_depth > pse_depth) {
366                 se_depth--;
367                 *se = parent_entity(*se);
368         }
369
370         while (pse_depth > se_depth) {
371                 pse_depth--;
372                 *pse = parent_entity(*pse);
373         }
374
375         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
376                 *se = parent_entity(*se);
377                 *pse = parent_entity(*pse);
378         }
379 }
380
381 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
382
383 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
384 {
385         return container_of(se, struct task_struct, se);
386 }
387
388 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
389 {
390         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
391 }
392
393 #define entity_is_task(se)      1
394
395 #define for_each_sched_entity(se) \
396                 for (; se; se = NULL)
397
398 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
399 {
400         return &task_rq(p)->cfs;
401 }
402
403 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
404 {
405         struct task_struct *p = task_of(se);
406         struct rq *rq = task_rq(p);
407
408         return &rq->cfs;
409 }
410
411 /* runqueue "owned" by this group */
412 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
413 {
414         return NULL;
415 }
416
417 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
418 {
419 }
420
421 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
422 {
423 }
424
425 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
426                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
427
428 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
429 {
430         return NULL;
431 }
432
433 static inline void
434 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
435 {
436 }
437
438 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
439
440 static __always_inline
441 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
442
443 /**************************************************************
444  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
445  */
446
447 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
448 {
449         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
450         if (delta > 0)
451                 max_vruntime = vruntime;
452
453         return max_vruntime;
454 }
455
456 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
457 {
458         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
459         if (delta < 0)
460                 min_vruntime = vruntime;
461
462         return min_vruntime;
463 }
464
465 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
466                                 struct sched_entity *b)
467 {
468         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
469 }
470
471 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
472 {
473         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
474
475         if (cfs_rq->curr)
476                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
477
478         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
479                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
480                                                    struct sched_entity,
481                                                    run_node);
482
483                 if (!cfs_rq->curr)
484                         vruntime = se->vruntime;
485                 else
486                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
487         }
488
489         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
490         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
491 #ifndef CONFIG_64BIT
492         smp_wmb();
493         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
494 #endif
495 }
496
497 /*
498  * Enqueue an entity into the rb-tree:
499  */
500 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
501 {
502         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
503         struct rb_node *parent = NULL;
504         struct sched_entity *entry;
505         int leftmost = 1;
506
507         /*
508          * Find the right place in the rbtree:
509          */
510         while (*link) {
511                 parent = *link;
512                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
513                 /*
514                  * We dont care about collisions. Nodes with
515                  * the same key stay together.
516                  */
517                 if (entity_before(se, entry)) {
518                         link = &parent->rb_left;
519                 } else {
520                         link = &parent->rb_right;
521                         leftmost = 0;
522                 }
523         }
524
525         /*
526          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
527          * used):
528          */
529         if (leftmost)
530                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
531
532         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
533         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
534 }
535
536 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
537 {
538         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
539                 struct rb_node *next_node;
540
541                 next_node = rb_next(&se->run_node);
542                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
543         }
544
545         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
546 }
547
548 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
549 {
550         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
551
552         if (!left)
553                 return NULL;
554
555         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
556 }
557
558 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
559 {
560         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
561
562         if (!next)
563                 return NULL;
564
565         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
566 }
567
568 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
569 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
570 {
571         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
572
573         if (!last)
574                 return NULL;
575
576         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
577 }
578
579 /**************************************************************
580  * Scheduling class statistics methods:
581  */
582
583 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
584                 void __user *buffer, size_t *lenp,
585                 loff_t *ppos)
586 {
587         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
588         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
589
590         if (ret || !write)
591                 return ret;
592
593         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
594                                         sysctl_sched_min_granularity);
595
596 #define WRT_SYSCTL(name) \
597         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
598         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
599         WRT_SYSCTL(sched_latency);
600         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
601 #undef WRT_SYSCTL
602
603         return 0;
604 }
605 #endif
606
607 /*
608  * delta /= w
609  */
610 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
611 {
612         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
613                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
614
615         return delta;
616 }
617
618 /*
619  * The idea is to set a period in which each task runs once.
620  *
621  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
622  * this period because otherwise the slices get too small.
623  *
624  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
625  */
626 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
627 {
628         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
629                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
630         else
631                 return sysctl_sched_latency;
632 }
633
634 /*
635  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
636  * proportional to the weight.
637  *
638  * s = p*P[w/rw]
639  */
640 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
641 {
642         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
643
644         for_each_sched_entity(se) {
645                 struct load_weight *load;
646                 struct load_weight lw;
647
648                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
649                 load = &cfs_rq->load;
650
651                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
652                         lw = cfs_rq->load;
653
654                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
655                         load = &lw;
656                 }
657                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
658         }
659         return slice;
660 }
661
662 /*
663  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
664  *
665  * vs = s/w
666  */
667 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
668 {
669         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
670 }
671
672 #ifdef CONFIG_SMP
673 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int cpu);
674 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
675
676 /*
677  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
678  * Note: The tables runnable_avg_yN_inv and runnable_avg_yN_sum are
679  * dependent on this value.
680  */
681 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
682 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
683 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_AVG_MAX */
684
685 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
686 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
687 {
688         struct sched_avg *sa = &se->avg;
689
690         sa->last_update_time = 0;
691         /*
692          * sched_avg's period_contrib should be strictly less then 1024, so
693          * we give it 1023 to make sure it is almost a period (1024us), and
694          * will definitely be update (after enqueue).
695          */
696         sa->period_contrib = 1023;
697         sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
698         sa->load_sum = sa->load_avg * LOAD_AVG_MAX;
699         sa->util_avg =  sched_freq() ?
700                 sysctl_sched_initial_task_util :
701                 scale_load_down(SCHED_LOAD_SCALE);
702         sa->util_sum = sa->util_avg * LOAD_AVG_MAX;
703         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
704 }
705
706 #else
707 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
708 {
709 }
710 #endif
711
712 /*
713  * Update the current task's runtime statistics.
714  */
715 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
716 {
717         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
718         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
719         u64 delta_exec;
720
721         if (unlikely(!curr))
722                 return;
723
724         delta_exec = now - curr->exec_start;
725         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
726                 return;
727
728         curr->exec_start = now;
729
730         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
731                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
732
733         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
734         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
735
736         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
737         update_min_vruntime(cfs_rq);
738
739         if (entity_is_task(curr)) {
740                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
741
742                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
743                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
744                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
745         }
746
747         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
748 }
749
750 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
751 {
752         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
753 }
754
755 static inline void
756 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
757 {
758         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
759 }
760
761 /*
762  * Task is being enqueued - update stats:
763  */
764 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
765 {
766         /*
767          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
768          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
769          */
770         if (se != cfs_rq->curr)
771                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
772 }
773
774 static void
775 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
776 {
777         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
778                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
779         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
780         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
781                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
782 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
783         if (entity_is_task(se)) {
784                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
785                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
786         }
787 #endif
788         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
789 }
790
791 static inline void
792 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
793 {
794         /*
795          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
796          * waiting task:
797          */
798         if (se != cfs_rq->curr)
799                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
800 }
801
802 /*
803  * We are picking a new current task - update its stats:
804  */
805 static inline void
806 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
807 {
808         /*
809          * We are starting a new run period:
810          */
811         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
812 }
813
814 /**************************************************
815  * Scheduling class queueing methods:
816  */
817
818 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
819 /*
820  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
821  * calculated based on the tasks virtual memory size and
822  * numa_balancing_scan_size.
823  */
824 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
825 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
826
827 /* Portion of address space to scan in MB */
828 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
829
830 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
831 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
832
833 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
834 {
835         unsigned long rss = 0;
836         unsigned long nr_scan_pages;
837
838         /*
839          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
840          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
841          * on resident pages
842          */
843         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
844         rss = get_mm_rss(p->mm);
845         if (!rss)
846                 rss = nr_scan_pages;
847
848         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
849         return rss / nr_scan_pages;
850 }
851
852 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
853 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
854
855 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
856 {
857         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
858         unsigned int scan, floor;
859         unsigned int windows = 1;
860
861         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
862                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
863         floor = 1000 / windows;
864
865         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
866         return max_t(unsigned int, floor, scan);
867 }
868
869 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
870 {
871         unsigned int smin = task_scan_min(p);
872         unsigned int smax;
873
874         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
875         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
876         return max(smin, smax);
877 }
878
879 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
880 {
881         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
882         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
883 }
884
885 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
886 {
887         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
888         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
889 }
890
891 struct numa_group {
892         atomic_t refcount;
893
894         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
895         int nr_tasks;
896         pid_t gid;
897
898         struct rcu_head rcu;
899         nodemask_t active_nodes;
900         unsigned long total_faults;
901         /*
902          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
903          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
904          * more by CPU use than by memory faults.
905          */
906         unsigned long *faults_cpu;
907         unsigned long faults[0];
908 };
909
910 /* Shared or private faults. */
911 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
912
913 /* Memory and CPU locality */
914 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
915
916 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
917 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
918
919 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
920 {
921         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
922 }
923
924 /*
925  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
926  * occupy the first half of the array. The second half of the
927  * array is for current counters, which are averaged into the
928  * first set by task_numa_placement.
929  */
930 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
931 {
932         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
933 }
934
935 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
936 {
937         if (!p->numa_faults)
938                 return 0;
939
940         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
941                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
942 }
943
944 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
945 {
946         if (!p->numa_group)
947                 return 0;
948
949         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
950                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
951 }
952
953 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
954 {
955         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
956                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
957 }
958
959 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
960 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
961                                         int maxdist, bool task)
962 {
963         unsigned long score = 0;
964         int node;
965
966         /*
967          * All nodes are directly connected, and the same distance
968          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
969          */
970         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
971                 return 0;
972
973         /*
974          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
975          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
976          */
977         for_each_online_node(node) {
978                 unsigned long faults;
979                 int dist = node_distance(nid, node);
980
981                 /*
982                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
983                  * for placement; nid was already counted.
984                  */
985                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
986                         continue;
987
988                 /*
989                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
990                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
991                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
992                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
993                  * of each group. Skip other nodes.
994                  */
995                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
996                                         dist > maxdist)
997                         continue;
998
999                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1000                 if (task)
1001                         faults = task_faults(p, node);
1002                 else
1003                         faults = group_faults(p, node);
1004
1005                 /*
1006                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1007                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1008                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1009                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1010                  * The further away a node is, the less the faults count.
1011                  * This seems to result in good task placement.
1012                  */
1013                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1014                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1015                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1016                 }
1017
1018                 score += faults;
1019         }
1020
1021         return score;
1022 }
1023
1024 /*
1025  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1026  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1027  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1028  * evenly spread out between numa nodes.
1029  */
1030 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1031                                         int dist)
1032 {
1033         unsigned long faults, total_faults;
1034
1035         if (!p->numa_faults)
1036                 return 0;
1037
1038         total_faults = p->total_numa_faults;
1039
1040         if (!total_faults)
1041                 return 0;
1042
1043         faults = task_faults(p, nid);
1044         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1045
1046         return 1000 * faults / total_faults;
1047 }
1048
1049 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1050                                          int dist)
1051 {
1052         unsigned long faults, total_faults;
1053
1054         if (!p->numa_group)
1055                 return 0;
1056
1057         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1058
1059         if (!total_faults)
1060                 return 0;
1061
1062         faults = group_faults(p, nid);
1063         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1064
1065         return 1000 * faults / total_faults;
1066 }
1067
1068 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1069                                 int src_nid, int dst_cpu)
1070 {
1071         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1072         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1073         int last_cpupid, this_cpupid;
1074
1075         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1076
1077         /*
1078          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1079          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1080          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1081          *
1082          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1083          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1084          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1085          *
1086          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1087          * same result twice in a row, given these samples are fully
1088          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1089          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1090          *
1091          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1092          * act on an unlikely task<->page relation.
1093          */
1094         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1095         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1096                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1097                 return false;
1098
1099         /* Always allow migrate on private faults */
1100         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1101                 return true;
1102
1103         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1104         if (!ng)
1105                 return true;
1106
1107         /*
1108          * Do not migrate if the destination is not a node that
1109          * is actively used by this numa group.
1110          */
1111         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1112                 return false;
1113
1114         /*
1115          * Source is a node that is not actively used by this
1116          * numa group, while the destination is. Migrate.
1117          */
1118         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1119                 return true;
1120
1121         /*
1122          * Both source and destination are nodes in active
1123          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1124          * by migrating from more heavily used groups, to less
1125          * heavily used ones, spreading the load around.
1126          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1127          */
1128         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1129 }
1130
1131 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1132 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1133 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1134 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1135 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1136
1137 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1138 struct numa_stats {
1139         unsigned long nr_running;
1140         unsigned long load;
1141
1142         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1143         unsigned long compute_capacity;
1144
1145         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1146         unsigned long task_capacity;
1147         int has_free_capacity;
1148 };
1149
1150 /*
1151  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1152  */
1153 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1154 {
1155         int smt, cpu, cpus = 0;
1156         unsigned long capacity;
1157
1158         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1159         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1160                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1161
1162                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1163                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1164                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1165
1166                 cpus++;
1167         }
1168
1169         /*
1170          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1171          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1172          * not find this node attractive.
1173          *
1174          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1175          * imbalance and bail there.
1176          */
1177         if (!cpus)
1178                 return;
1179
1180         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1181         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1182         capacity = cpus / smt; /* cores */
1183
1184         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1185                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1186         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1187 }
1188
1189 struct task_numa_env {
1190         struct task_struct *p;
1191
1192         int src_cpu, src_nid;
1193         int dst_cpu, dst_nid;
1194
1195         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1196
1197         int imbalance_pct;
1198         int dist;
1199
1200         struct task_struct *best_task;
1201         long best_imp;
1202         int best_cpu;
1203 };
1204
1205 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1206                              struct task_struct *p, long imp)
1207 {
1208         if (env->best_task)
1209                 put_task_struct(env->best_task);
1210         if (p)
1211                 get_task_struct(p);
1212
1213         env->best_task = p;
1214         env->best_imp = imp;
1215         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1216 }
1217
1218 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1219                                 struct task_numa_env *env)
1220 {
1221         long imb, old_imb;
1222         long orig_src_load, orig_dst_load;
1223         long src_capacity, dst_capacity;
1224
1225         /*
1226          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1227          *
1228          * src_load        dst_load
1229          * ------------ vs ---------
1230          * src_capacity    dst_capacity
1231          */
1232         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1233         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1234
1235         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1236         if (dst_load < src_load)
1237                 swap(dst_load, src_load);
1238
1239         /* Is the difference below the threshold? */
1240         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1241               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1242         if (imb <= 0)
1243                 return false;
1244
1245         /*
1246          * The imbalance is above the allowed threshold.
1247          * Compare it with the old imbalance.
1248          */
1249         orig_src_load = env->src_stats.load;
1250         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1251
1252         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1253                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1254
1255         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1256                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1257
1258         /* Would this change make things worse? */
1259         return (imb > old_imb);
1260 }
1261
1262 /*
1263  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1264  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1265  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1266  * be exchanged with the source task
1267  */
1268 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1269                               long taskimp, long groupimp)
1270 {
1271         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1272         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1273         struct task_struct *cur;
1274         long src_load, dst_load;
1275         long load;
1276         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1277         long moveimp = imp;
1278         int dist = env->dist;
1279
1280         rcu_read_lock();
1281
1282         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1283         cur = dst_rq->curr;
1284         /*
1285          * No need to move the exiting task, and this ensures that ->curr
1286          * wasn't reaped and thus get_task_struct() in task_numa_assign()
1287          * is safe under RCU read lock.
1288          * Note that rcu_read_lock() itself can't protect from the final
1289          * put_task_struct() after the last schedule().
1290          */
1291         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1292                 cur = NULL;
1293         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1294
1295         /*
1296          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1297          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1298          */
1299         if (cur == env->p)
1300                 goto unlock;
1301
1302         /*
1303          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1304          * source and destination node. Calculate the total differential for
1305          * the source task and potential destination task. The more negative
1306          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1307          * be incurred if the tasks were swapped.
1308          */
1309         if (cur) {
1310                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1311                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1312                         goto unlock;
1313
1314                 /*
1315                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1316                  * in any group then look only at task weights.
1317                  */
1318                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1319                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1320                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1321                         /*
1322                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1323                          * tasks within a group over tiny differences.
1324                          */
1325                         if (cur->numa_group)
1326                                 imp -= imp/16;
1327                 } else {
1328                         /*
1329                          * Compare the group weights. If a task is all by
1330                          * itself (not part of a group), use the task weight
1331                          * instead.
1332                          */
1333                         if (cur->numa_group)
1334                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1335                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1336                         else
1337                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1338                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1339                 }
1340         }
1341
1342         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1343                 goto unlock;
1344
1345         if (!cur) {
1346                 /* Is there capacity at our destination? */
1347                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1348                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1349                         goto unlock;
1350
1351                 goto balance;
1352         }
1353
1354         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1355         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1356                         dst_rq->nr_running == 1)
1357                 goto assign;
1358
1359         /*
1360          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1361          */
1362 balance:
1363         load = task_h_load(env->p);
1364         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1365         src_load = env->src_stats.load - load;
1366
1367         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1368                 /*
1369                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1370                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1371                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1372                  * so an actually idle CPU will win.
1373                  */
1374                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1375                         imp = moveimp - 1;
1376                         cur = NULL;
1377                         goto assign;
1378                 }
1379         }
1380
1381         if (imp <= env->best_imp)
1382                 goto unlock;
1383
1384         if (cur) {
1385                 load = task_h_load(cur);
1386                 dst_load -= load;
1387                 src_load += load;
1388         }
1389
1390         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1391                 goto unlock;
1392
1393         /*
1394          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1395          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1396          */
1397         if (!cur)
1398                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->dst_cpu);
1399
1400 assign:
1401         task_numa_assign(env, cur, imp);
1402 unlock:
1403         rcu_read_unlock();
1404 }
1405
1406 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1407                                 long taskimp, long groupimp)
1408 {
1409         int cpu;
1410
1411         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1412                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1413                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1414                         continue;
1415
1416                 env->dst_cpu = cpu;
1417                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1418         }
1419 }
1420
1421 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1422 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1423 {
1424         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1425         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1426
1427         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1428                 return false;
1429
1430         /*
1431          * Only consider a task move if the source has a higher load
1432          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1433          *
1434          *      src->load                dst->load
1435          * --------------------- vs ---------------------
1436          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1437          */
1438         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1439
1440             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1441                 return true;
1442
1443         return false;
1444 }
1445
1446 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1447 {
1448         struct task_numa_env env = {
1449                 .p = p,
1450
1451                 .src_cpu = task_cpu(p),
1452                 .src_nid = task_node(p),
1453
1454                 .imbalance_pct = 112,
1455
1456                 .best_task = NULL,
1457                 .best_imp = 0,
1458                 .best_cpu = -1
1459         };
1460         struct sched_domain *sd;
1461         unsigned long taskweight, groupweight;
1462         int nid, ret, dist;
1463         long taskimp, groupimp;
1464
1465         /*
1466          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1467          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1468          *
1469          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1470          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1471          * to satisfy here.
1472          */
1473         rcu_read_lock();
1474         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1475         if (sd)
1476                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1477         rcu_read_unlock();
1478
1479         /*
1480          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1481          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1482          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1483          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1484          */
1485         if (unlikely(!sd)) {
1486                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1487                 return -EINVAL;
1488         }
1489
1490         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1491         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1492         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1493         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1494         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1495         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1496         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1497         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1498
1499         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1500         if (numa_has_capacity(&env))
1501                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1502
1503         /*
1504          * Look at other nodes in these cases:
1505          * - there is no space available on the preferred_nid
1506          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1507          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1508          *   we need to check other locations.
1509          */
1510         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1511                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1512                 for_each_online_node(nid) {
1513                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1514                                 continue;
1515
1516                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1517                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1518                                                 dist != env.dist) {
1519                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1520                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1521                         }
1522
1523                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1524                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1525                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1526                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1527                                 continue;
1528
1529                         env.dist = dist;
1530                         env.dst_nid = nid;
1531                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1532                         if (numa_has_capacity(&env))
1533                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1534                 }
1535         }
1536
1537         /*
1538          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1539          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1540          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1541          * settle down.
1542          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1543          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1544          */
1545         if (p->numa_group) {
1546                 if (env.best_cpu == -1)
1547                         nid = env.src_nid;
1548                 else
1549                         nid = env.dst_nid;
1550
1551                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1552                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1553         }
1554
1555         /* No better CPU than the current one was found. */
1556         if (env.best_cpu == -1)
1557                 return -EAGAIN;
1558
1559         /*
1560          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1561          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1562          */
1563         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1564
1565         if (env.best_task == NULL) {
1566                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1567                 if (ret != 0)
1568                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1569                 return ret;
1570         }
1571
1572         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1573         if (ret != 0)
1574                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1575         put_task_struct(env.best_task);
1576         return ret;
1577 }
1578
1579 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1580 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1581 {
1582         unsigned long interval = HZ;
1583
1584         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1585         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1586                 return;
1587
1588         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1589         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1590         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1591
1592         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1593         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1594                 return;
1595
1596         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1597         task_numa_migrate(p);
1598 }
1599
1600 /*
1601  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1602  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1603  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1604  * located.
1605  *
1606  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1607  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1608  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1609  * only removed when they drop below 3/16.
1610  */
1611 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1612 {
1613         unsigned long faults, max_faults = 0;
1614         int nid;
1615
1616         for_each_online_node(nid) {
1617                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1618                 if (faults > max_faults)
1619                         max_faults = faults;
1620         }
1621
1622         for_each_online_node(nid) {
1623                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1624                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1625                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1626                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1627                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1628                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1629         }
1630 }
1631
1632 /*
1633  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1634  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1635  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1636  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1637  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1638  */
1639 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1640 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1641
1642 /*
1643  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1644  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1645  * the page accesses are shared with other processes.
1646  * Otherwise, decrease the scan period.
1647  */
1648 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1649                         unsigned long shared, unsigned long private)
1650 {
1651         unsigned int period_slot;
1652         int ratio;
1653         int diff;
1654
1655         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1656         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1657
1658         /*
1659          * If there were no record hinting faults then either the task is
1660          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1661          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1662          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1663          * node is overloaded. In either case, scan slower
1664          */
1665         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1666                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1667                         p->numa_scan_period << 1);
1668
1669                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1670                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1671
1672                 return;
1673         }
1674
1675         /*
1676          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1677          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1678          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1679          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1680          */
1681         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1682         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1683         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1684                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1685                 if (!slot)
1686                         slot = 1;
1687                 diff = slot * period_slot;
1688         } else {
1689                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1690
1691                 /*
1692                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1693                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1694                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1695                  * speaking the intent is that there is little point
1696                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1697                  * simply bounce migrations uselessly
1698                  */
1699                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1700                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1701         }
1702
1703         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1704                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1705         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1710  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1711  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1712  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1713  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1714  */
1715 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1716 {
1717         u64 runtime, delta, now;
1718         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1719         now = p->se.exec_start;
1720         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1721
1722         if (p->last_task_numa_placement) {
1723                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1724                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1725         } else {
1726                 delta = p->se.avg.load_sum / p->se.load.weight;
1727                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1728         }
1729
1730         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1731         p->last_task_numa_placement = now;
1732
1733         return delta;
1734 }
1735
1736 /*
1737  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1738  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1739  * otherwise workloads might not converge.
1740  */
1741 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1742 {
1743         nodemask_t nodes;
1744         int dist;
1745
1746         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1747         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1748                 return nid;
1749
1750         /*
1751          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1752          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1753          * both the node itself, and on nearby nodes.
1754          */
1755         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1756                 unsigned long score, max_score = 0;
1757                 int node, max_node = nid;
1758
1759                 dist = sched_max_numa_distance;
1760
1761                 for_each_online_node(node) {
1762                         score = group_weight(p, node, dist);
1763                         if (score > max_score) {
1764                                 max_score = score;
1765                                 max_node = node;
1766                         }
1767                 }
1768                 return max_node;
1769         }
1770
1771         /*
1772          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1773          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1774          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1775          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1776          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1777          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1778          * keep the complexity of the search down.
1779          */
1780         nodes = node_online_map;
1781         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1782                 unsigned long max_faults = 0;
1783                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1784                 int a, b;
1785
1786                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1787                 if (!find_numa_distance(dist))
1788                         continue;
1789
1790                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1791                         unsigned long faults = 0;
1792                         nodemask_t this_group;
1793                         nodes_clear(this_group);
1794
1795                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1796                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1797                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1798                                         faults += group_faults(p, b);
1799                                         node_set(b, this_group);
1800                                         node_clear(b, nodes);
1801                                 }
1802                         }
1803
1804                         /* Remember the top group. */
1805                         if (faults > max_faults) {
1806                                 max_faults = faults;
1807                                 max_group = this_group;
1808                                 /*
1809                                  * subtle: at the smallest distance there is
1810                                  * just one node left in each "group", the
1811                                  * winner is the preferred nid.
1812                                  */
1813                                 nid = a;
1814                         }
1815                 }
1816                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1817                 if (!max_faults)
1818                         break;
1819                 nodes = max_group;
1820         }
1821         return nid;
1822 }
1823
1824 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1825 {
1826         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1827         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1828         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1829         unsigned long total_faults;
1830         u64 runtime, period;
1831         spinlock_t *group_lock = NULL;
1832
1833         /*
1834          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
1835          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
1836          * that the field is read in a single access:
1837          */
1838         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1839         if (p->numa_scan_seq == seq)
1840                 return;
1841         p->numa_scan_seq = seq;
1842         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1843
1844         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1845                        p->numa_faults_locality[1];
1846         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1847
1848         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1849         if (p->numa_group) {
1850                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1851                 spin_lock_irq(group_lock);
1852         }
1853
1854         /* Find the node with the highest number of faults */
1855         for_each_online_node(nid) {
1856                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1857                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1858                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1859                 int priv;
1860
1861                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1862                         long diff, f_diff, f_weight;
1863
1864                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1865                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1866                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1867                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1868
1869                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1870                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1871                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1872                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1873
1874                         /*
1875                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1876                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1877                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1878                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1879                          * faults are less important.
1880                          */
1881                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1882                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1883                                    (total_faults + 1);
1884                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1885                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1886
1887                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1888                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1889                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1890                         p->total_numa_faults += diff;
1891                         if (p->numa_group) {
1892                                 /*
1893                                  * safe because we can only change our own group
1894                                  *
1895                                  * mem_idx represents the offset for a given
1896                                  * nid and priv in a specific region because it
1897                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1898                                  */
1899                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1900                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1901                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1902                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1903                         }
1904                 }
1905
1906                 if (faults > max_faults) {
1907                         max_faults = faults;
1908                         max_nid = nid;
1909                 }
1910
1911                 if (group_faults > max_group_faults) {
1912                         max_group_faults = group_faults;
1913                         max_group_nid = nid;
1914                 }
1915         }
1916
1917         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1918
1919         if (p->numa_group) {
1920                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1921                 spin_unlock_irq(group_lock);
1922                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1923         }
1924
1925         if (max_faults) {
1926                 /* Set the new preferred node */
1927                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1928                         sched_setnuma(p, max_nid);
1929
1930                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1931                         numa_migrate_preferred(p);
1932         }
1933 }
1934
1935 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1936 {
1937         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1938 }
1939
1940 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1941 {
1942         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1943                 kfree_rcu(grp, rcu);
1944 }
1945
1946 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1947                         int *priv)
1948 {
1949         struct numa_group *grp, *my_grp;
1950         struct task_struct *tsk;
1951         bool join = false;
1952         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1953         int i;
1954
1955         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1956                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1957                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1958
1959                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1960                 if (!grp)
1961                         return;
1962
1963                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1964                 spin_lock_init(&grp->lock);
1965                 grp->gid = p->pid;
1966                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1967                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1968                                                 nr_node_ids;
1969
1970                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1971
1972                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1973                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1974
1975                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1976
1977                 grp->nr_tasks++;
1978                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1979         }
1980
1981         rcu_read_lock();
1982         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1983
1984         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1985                 goto no_join;
1986
1987         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1988         if (!grp)
1989                 goto no_join;
1990
1991         my_grp = p->numa_group;
1992         if (grp == my_grp)
1993                 goto no_join;
1994
1995         /*
1996          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1997          * the other task will join us.
1998          */
1999         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2000                 goto no_join;
2001
2002         /*
2003          * Tie-break on the grp address.
2004          */
2005         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2006                 goto no_join;
2007
2008         /* Always join threads in the same process. */
2009         if (tsk->mm == current->mm)
2010                 join = true;
2011
2012         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2013         if (flags & TNF_SHARED)
2014                 join = true;
2015
2016         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2017         *priv = !join;
2018
2019         if (join && !get_numa_group(grp))
2020                 goto no_join;
2021
2022         rcu_read_unlock();
2023
2024         if (!join)
2025                 return;
2026
2027         BUG_ON(irqs_disabled());
2028         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2029
2030         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2031                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2032                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2033         }
2034         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2035         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2036
2037         my_grp->nr_tasks--;
2038         grp->nr_tasks++;
2039
2040         spin_unlock(&my_grp->lock);
2041         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2042
2043         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2044
2045         put_numa_group(my_grp);
2046         return;
2047
2048 no_join:
2049         rcu_read_unlock();
2050         return;
2051 }
2052
2053 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2054 {
2055         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2056         void *numa_faults = p->numa_faults;
2057         unsigned long flags;
2058         int i;
2059
2060         if (grp) {
2061                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2062                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2063                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2064                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2065
2066                 grp->nr_tasks--;
2067                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2068                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2069                 put_numa_group(grp);
2070         }
2071
2072         p->numa_faults = NULL;
2073         kfree(numa_faults);
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2078  */
2079 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2080 {
2081         struct task_struct *p = current;
2082         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2083         int cpu_node = task_node(current);
2084         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2085         int priv;
2086
2087         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2088                 return;
2089
2090         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2091         if (!p->mm)
2092                 return;
2093
2094         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2095         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2096                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2097                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2098
2099                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2100                 if (!p->numa_faults)
2101                         return;
2102
2103                 p->total_numa_faults = 0;
2104                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2105         }
2106
2107         /*
2108          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2109          * to be private if the accessing pid has not changed
2110          */
2111         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2112                 priv = 1;
2113         } else {
2114                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2115                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2116                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2117         }
2118
2119         /*
2120          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2121          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2122          * actively using should be counted as local. This allows the
2123          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2124          */
2125         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2126                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2127                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2128                 local = 1;
2129
2130         task_numa_placement(p);
2131
2132         /*
2133          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2134          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2135          */
2136         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2137                 numa_migrate_preferred(p);
2138
2139         if (migrated)
2140                 p->numa_pages_migrated += pages;
2141         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2142                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2143
2144         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2145         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2146         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2147 }
2148
2149 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2150 {
2151         /*
2152          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2153          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2154          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2155          * much of an issue though, since this is just used for
2156          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2157          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2158          */
2159         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2160         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2161 }
2162
2163 /*
2164  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2165  * Triggered from task_tick_numa().
2166  */
2167 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2168 {
2169         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2170         struct task_struct *p = current;
2171         struct mm_struct *mm = p->mm;
2172         struct vm_area_struct *vma;
2173         unsigned long start, end;
2174         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2175         long pages, virtpages;
2176
2177         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2178
2179         work->next = work; /* protect against double add */
2180         /*
2181          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2182          *
2183          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2184          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2185          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2186          * work.
2187          */
2188         if (p->flags & PF_EXITING)
2189                 return;
2190
2191         if (!mm->numa_next_scan) {
2192                 mm->numa_next_scan = now +
2193                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2194         }
2195
2196         /*
2197          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2198          */
2199         migrate = mm->numa_next_scan;
2200         if (time_before(now, migrate))
2201                 return;
2202
2203         if (p->numa_scan_period == 0) {
2204                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2205                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2206         }
2207
2208         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2209         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2210                 return;
2211
2212         /*
2213          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2214          * the next time around.
2215          */
2216         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2217
2218         start = mm->numa_scan_offset;
2219         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2220         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2221         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2222         if (!pages)
2223                 return;
2224
2225
2226         down_read(&mm->mmap_sem);
2227         vma = find_vma(mm, start);
2228         if (!vma) {
2229                 reset_ptenuma_scan(p);
2230                 start = 0;
2231                 vma = mm->mmap;
2232         }
2233         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2234                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2235                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2236                         continue;
2237                 }
2238
2239                 /*
2240                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2241                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2242                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2243                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2244                  */
2245                 if (!vma->vm_mm ||
2246                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2247                         continue;
2248
2249                 /*
2250                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2251                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2252                  */
2253                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2254                         continue;
2255
2256                 do {
2257                         start = max(start, vma->vm_start);
2258                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2259                         end = min(end, vma->vm_end);
2260                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2261
2262                         /*
2263                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2264                          * hpages that have at least one present PTE that
2265                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2266                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2267                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2268                          * areas faster.
2269                          */
2270                         if (nr_pte_updates)
2271                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2272                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2273
2274                         start = end;
2275                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2276                                 goto out;
2277
2278                         cond_resched();
2279                 } while (end != vma->vm_end);
2280         }
2281
2282 out:
2283         /*
2284          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2285          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2286          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2287          * scanner to the start so check it now.
2288          */
2289         if (vma)
2290                 mm->numa_scan_offset = start;
2291         else
2292                 reset_ptenuma_scan(p);
2293         up_read(&mm->mmap_sem);
2294 }
2295
2296 /*
2297  * Drive the periodic memory faults..
2298  */
2299 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2300 {
2301         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2302         u64 period, now;
2303
2304         /*
2305          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2306          */
2307         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2308                 return;
2309
2310         /*
2311          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2312          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2313          * task needs to have done some actual work before we bother with
2314          * NUMA placement.
2315          */
2316         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2317         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2318
2319         if (now > curr->node_stamp + period) {
2320                 if (!curr->node_stamp)
2321                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2322                 curr->node_stamp += period;
2323
2324                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2325                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2326                         task_work_add(curr, work, true);
2327                 }
2328         }
2329 }
2330 #else
2331 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2332 {
2333 }
2334
2335 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2336 {
2337 }
2338
2339 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2340 {
2341 }
2342 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2343
2344 static void
2345 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2346 {
2347         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2348         if (!parent_entity(se))
2349                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2350 #ifdef CONFIG_SMP
2351         if (entity_is_task(se)) {
2352                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2353
2354                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2355                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2356         }
2357 #endif
2358         cfs_rq->nr_running++;
2359 }
2360
2361 static void
2362 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2363 {
2364         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2365         if (!parent_entity(se))
2366                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2367         if (entity_is_task(se)) {
2368                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2369                 list_del_init(&se->group_node);
2370         }
2371         cfs_rq->nr_running--;
2372 }
2373
2374 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2375 # ifdef CONFIG_SMP
2376 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2377 {
2378         long tg_weight;
2379
2380         /*
2381          * Use this CPU's real-time load instead of the last load contribution
2382          * as the updating of the contribution is delayed, and we will use the
2383          * the real-time load to calc the share. See update_tg_load_avg().
2384          */
2385         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2386         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2387         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2388
2389         return tg_weight;
2390 }
2391
2392 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2393 {
2394         long tg_weight, load, shares;
2395
2396         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2397         load = cfs_rq->load.weight;
2398
2399         shares = (tg->shares * load);
2400         if (tg_weight)
2401                 shares /= tg_weight;
2402
2403         if (shares < MIN_SHARES)
2404                 shares = MIN_SHARES;
2405         if (shares > tg->shares)
2406                 shares = tg->shares;
2407
2408         return shares;
2409 }
2410 # else /* CONFIG_SMP */
2411 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2412 {
2413         return tg->shares;
2414 }
2415 # endif /* CONFIG_SMP */
2416 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2417                             unsigned long weight)
2418 {
2419         if (se->on_rq) {
2420                 /* commit outstanding execution time */
2421                 if (cfs_rq->curr == se)
2422                         update_curr(cfs_rq);
2423                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2424         }
2425
2426         update_load_set(&se->load, weight);
2427
2428         if (se->on_rq)
2429                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2430 }
2431
2432 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2433
2434 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2435 {
2436         struct task_group *tg;
2437         struct sched_entity *se;
2438         long shares;
2439
2440         tg = cfs_rq->tg;
2441         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2442         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2443                 return;
2444 #ifndef CONFIG_SMP
2445         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2446                 return;
2447 #endif
2448         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2449
2450         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2451 }
2452 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2453 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2454 {
2455 }
2456 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2457
2458 #ifdef CONFIG_SMP
2459 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2460 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2461         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2462         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2463         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2464         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2465         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2466         0x85aac367, 0x82cd8698,
2467 };
2468
2469 /*
2470  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2471  * over-estimates when re-combining.
2472  */
2473 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2474             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2475          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2476         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2477 };
2478
2479 /*
2480  * Approximate:
2481  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2482  */
2483 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2484 {
2485         unsigned int local_n;
2486
2487         if (!n)
2488                 return val;
2489         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2490                 return 0;
2491
2492         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2493         local_n = n;
2494
2495         /*
2496          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2497          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2498          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2499          *
2500          * To achieve constant time decay_load.
2501          */
2502         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2503                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2504                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2505         }
2506
2507         val = mul_u64_u32_shr(val, runnable_avg_yN_inv[local_n], 32);
2508         return val;
2509 }
2510
2511 /*
2512  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2513  * average will be: \Sum 1024*y^n
2514  *
2515  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2516  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2517  */
2518 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2519 {
2520         u32 contrib = 0;
2521
2522         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2523                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2524         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2525                 return LOAD_AVG_MAX;
2526
2527         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2528         do {
2529                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2530                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2531
2532                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2533         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2534
2535         contrib = decay_load(contrib, n);
2536         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2537 }
2538
2539 #if (SCHED_LOAD_SHIFT - SCHED_LOAD_RESOLUTION) != 10 || SCHED_CAPACITY_SHIFT != 10
2540 #error "load tracking assumes 2^10 as unit"
2541 #endif
2542
2543 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
2544
2545 /*
2546  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2547  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2548  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2549  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2550  *
2551  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2552  *      p0            p1           p2
2553  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2554  *
2555  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2556  *
2557  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2558  * following representation of historical load:
2559  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2560  *
2561  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2562  *   y^32 = 0.5
2563  *
2564  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2565  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2566  * (u_0).
2567  *
2568  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2569  * sum again by y is sufficient to update:
2570  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2571  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2572  */
2573 static __always_inline int
2574 __update_load_avg(u64 now, int cpu, struct sched_avg *sa,
2575                   unsigned long weight, int running, struct cfs_rq *cfs_rq)
2576 {
2577         u64 delta, scaled_delta, periods;
2578         u32 contrib;
2579         unsigned int delta_w, scaled_delta_w, decayed = 0;
2580         unsigned long scale_freq, scale_cpu;
2581
2582         delta = now - sa->last_update_time;
2583         /*
2584          * This should only happen when time goes backwards, which it
2585          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2586          */
2587         if ((s64)delta < 0) {
2588                 sa->last_update_time = now;
2589                 return 0;
2590         }
2591
2592         /*
2593          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2594          * approximation of 1us and fast to compute.
2595          */
2596         delta >>= 10;
2597         if (!delta)
2598                 return 0;
2599         sa->last_update_time = now;
2600
2601         scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2602         scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
2603         trace_sched_contrib_scale_f(cpu, scale_freq, scale_cpu);
2604
2605         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2606         delta_w = sa->period_contrib;
2607         if (delta + delta_w >= 1024) {
2608                 decayed = 1;
2609
2610                 /* how much left for next period will start over, we don't know yet */
2611                 sa->period_contrib = 0;
2612
2613                 /*
2614                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2615                  * out how much from delta we need to complete the current
2616                  * period and accrue it.
2617                  */
2618                 delta_w = 1024 - delta_w;
2619                 scaled_delta_w = cap_scale(delta_w, scale_freq);
2620                 if (weight) {
2621                         sa->load_sum += weight * scaled_delta_w;
2622                         if (cfs_rq) {
2623                                 cfs_rq->runnable_load_sum +=
2624                                                 weight * scaled_delta_w;
2625                         }
2626                 }
2627                 if (running)
2628                         sa->util_sum += scaled_delta_w * scale_cpu;
2629
2630                 delta -= delta_w;
2631
2632                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2633                 periods = delta / 1024;
2634                 delta %= 1024;
2635
2636                 sa->load_sum = decay_load(sa->load_sum, periods + 1);
2637                 if (cfs_rq) {
2638                         cfs_rq->runnable_load_sum =
2639                                 decay_load(cfs_rq->runnable_load_sum, periods + 1);
2640                 }
2641                 sa->util_sum = decay_load((u64)(sa->util_sum), periods + 1);
2642
2643                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2644                 contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2645                 contrib = cap_scale(contrib, scale_freq);
2646                 if (weight) {
2647                         sa->load_sum += weight * contrib;
2648                         if (cfs_rq)
2649                                 cfs_rq->runnable_load_sum += weight * contrib;
2650                 }
2651                 if (running)
2652                         sa->util_sum += contrib * scale_cpu;
2653         }
2654
2655         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2656         scaled_delta = cap_scale(delta, scale_freq);
2657         if (weight) {
2658                 sa->load_sum += weight * scaled_delta;
2659                 if (cfs_rq)
2660                         cfs_rq->runnable_load_sum += weight * scaled_delta;
2661         }
2662         if (running)
2663                 sa->util_sum += scaled_delta * scale_cpu;
2664
2665         sa->period_contrib += delta;
2666
2667         if (decayed) {
2668                 sa->load_avg = div_u64(sa->load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2669                 if (cfs_rq) {
2670                         cfs_rq->runnable_load_avg =
2671                                 div_u64(cfs_rq->runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2672                 }
2673                 sa->util_avg = sa->util_sum / LOAD_AVG_MAX;
2674         }
2675
2676         return decayed;
2677 }
2678
2679 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2680 /*
2681  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share (which is done)
2682  * and effective_load (which is not done because it is too costly).
2683  */
2684 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
2685 {
2686         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2687
2688         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
2689                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
2690                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
2691         }
2692 }
2693
2694 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2695 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
2696 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2697
2698 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2699
2700 /*
2701  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2702  *
2703  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2704  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2705  * values.
2706  */
2707 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2708         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2709         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2710         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2711         res = var - val;                                        \
2712         if (res > var)                                          \
2713                 res = 0;                                        \
2714         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2715 } while (0)
2716
2717 /* Group cfs_rq's load_avg is used for task_h_load and update_cfs_share */
2718 static inline int update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
2719 {
2720         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
2721         int decayed, removed = 0;
2722
2723         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
2724                 s64 r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
2725                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
2726                 sub_positive(&sa->load_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2727                 removed = 1;
2728         }
2729
2730         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
2731                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
2732                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
2733                 sub_positive(&sa->util_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2734         }
2735
2736         decayed = __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2737                 scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->curr != NULL, cfs_rq);
2738
2739 #ifndef CONFIG_64BIT
2740         smp_wmb();
2741         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
2742 #endif
2743
2744         return decayed || removed;
2745 }
2746
2747 /* Update task and its cfs_rq load average */
2748 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg)
2749 {
2750         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2751         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2752         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
2753
2754         /*
2755          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
2756          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
2757          */
2758         __update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
2759                           se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2760                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2761
2762         if (update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq) && update_tg)
2763                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2764
2765         if (entity_is_task(se))
2766                 trace_sched_load_avg_task(task_of(se), &se->avg);
2767         trace_sched_load_avg_cpu(cpu, cfs_rq);
2768 }
2769
2770 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2771 {
2772         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
2773                 goto skip_aging;
2774
2775         /*
2776          * If we got migrated (either between CPUs or between cgroups) we'll
2777          * have aged the average right before clearing @last_update_time.
2778          */
2779         if (se->avg.last_update_time) {
2780                 __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2781                                   &se->avg, 0, 0, NULL);
2782
2783                 /*
2784                  * XXX: we could have just aged the entire load away if we've been
2785                  * absent from the fair class for too long.
2786                  */
2787         }
2788
2789 skip_aging:
2790         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2791         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2792         cfs_rq->avg.load_sum += se->avg.load_sum;
2793         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
2794         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
2795 }
2796
2797 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2798 {
2799         __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2800                           &se->avg, se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2801                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2802
2803         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2804         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se->avg.load_sum);
2805         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
2806         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
2807 }
2808
2809 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
2810 static inline void
2811 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2812 {
2813         struct sched_avg *sa = &se->avg;
2814         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2815         int migrated, decayed;
2816
2817         migrated = !sa->last_update_time;
2818         if (!migrated) {
2819                 __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2820                         se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2821                         cfs_rq->curr == se, NULL);
2822         }
2823
2824         decayed = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
2825
2826         cfs_rq->runnable_load_avg += sa->load_avg;
2827         cfs_rq->runnable_load_sum += sa->load_sum;
2828
2829         if (migrated)
2830                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
2831
2832         if (decayed || migrated)
2833                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2834 }
2835
2836 /* Remove the runnable load generated by se from cfs_rq's runnable load average */
2837 static inline void
2838 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2839 {
2840         update_load_avg(se, 1);
2841
2842         cfs_rq->runnable_load_avg =
2843                 max_t(long, cfs_rq->runnable_load_avg - se->avg.load_avg, 0);
2844         cfs_rq->runnable_load_sum =
2845                 max_t(s64,  cfs_rq->runnable_load_sum - se->avg.load_sum, 0);
2846 }
2847
2848 #ifndef CONFIG_64BIT
2849 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2850 {
2851         u64 last_update_time_copy;
2852         u64 last_update_time;
2853
2854         do {
2855                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
2856                 smp_rmb();
2857                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2858         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
2859
2860         return last_update_time;
2861 }
2862 #else
2863 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2864 {
2865         return cfs_rq->avg.last_update_time;
2866 }
2867 #endif
2868
2869 /*
2870  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
2871  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
2872  */
2873 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
2874 {
2875         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2876         u64 last_update_time;
2877
2878         /*
2879          * Newly created task or never used group entity should not be removed
2880          * from its (source) cfs_rq
2881          */
2882         if (se->avg.last_update_time == 0)
2883                 return;
2884
2885         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
2886
2887         __update_load_avg(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), &se->avg, 0, 0, NULL);
2888         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
2889         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
2890 }
2891
2892 /*
2893  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2894  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2895  * be the only way to update the runnable statistic.
2896  */
2897 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2898 {
2899 }
2900
2901 /*
2902  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2903  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2904  * be the only way to update the runnable statistic.
2905  */
2906 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2907 {
2908 }
2909
2910 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2911 {
2912         return cfs_rq->runnable_load_avg;
2913 }
2914
2915 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2916 {
2917         return cfs_rq->avg.load_avg;
2918 }
2919
2920 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2921
2922 #else /* CONFIG_SMP */
2923
2924 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg) {}
2925 static inline void
2926 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2927 static inline void
2928 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2929 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
2930
2931 static inline void
2932 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2933 static inline void
2934 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2935
2936 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2937 {
2938         return 0;
2939 }
2940
2941 #endif /* CONFIG_SMP */
2942
2943 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2944 {
2945 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2946         struct task_struct *tsk = NULL;
2947
2948         if (entity_is_task(se))
2949                 tsk = task_of(se);
2950
2951         if (se->statistics.sleep_start) {
2952                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2953
2954                 if ((s64)delta < 0)
2955                         delta = 0;
2956
2957                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2958                         se->statistics.sleep_max = delta;
2959
2960                 se->statistics.sleep_start = 0;
2961                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2962
2963                 if (tsk) {
2964                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2965                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2966                 }
2967         }
2968         if (se->statistics.block_start) {
2969                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2970
2971                 if ((s64)delta < 0)
2972                         delta = 0;
2973
2974                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2975                         se->statistics.block_max = delta;
2976
2977                 se->statistics.block_start = 0;
2978                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2979
2980                 if (tsk) {
2981                         if (tsk->in_iowait) {
2982                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2983                                 se->statistics.iowait_count++;
2984                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2985                         }
2986
2987                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2988                         trace_sched_blocked_reason(tsk);
2989
2990                         /*
2991                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2992                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2993                          * amount of time that the task spent sleeping:
2994                          */
2995                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2996                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2997                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2998                                                 delta >> 20);
2999                         }
3000                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
3001                 }
3002         }
3003 #endif
3004 }
3005
3006 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3007 {
3008 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3009         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3010
3011         if (d < 0)
3012                 d = -d;
3013
3014         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3015                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
3016 #endif
3017 }
3018
3019 static void
3020 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3021 {
3022         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3023
3024         /*
3025          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3026          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3027          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3028          * stays open at the end.
3029          */
3030         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3031                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3032
3033         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3034         if (!initial) {
3035                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3036
3037                 /*
3038                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3039                  * for a gentler effect of sleepers:
3040                  */
3041                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3042                         thresh >>= 1;
3043
3044                 vruntime -= thresh;
3045         }
3046
3047         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3048         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3049 }
3050
3051 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3052
3053 static void
3054 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3055 {
3056         /*
3057          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3058          * through calling update_curr().
3059          */
3060         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3061                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3062
3063         /*
3064          * Update run-time statistics of the 'current'.
3065          */
3066         update_curr(cfs_rq);
3067         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3068         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3069         update_cfs_shares(cfs_rq);
3070
3071         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3072                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3073                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3074         }
3075
3076         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3077         check_spread(cfs_rq, se);
3078         if (se != cfs_rq->curr)
3079                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3080         se->on_rq = 1;
3081
3082         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3083                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3084                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3085         }
3086 }
3087
3088 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3089 {
3090         for_each_sched_entity(se) {
3091                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3092                 if (cfs_rq->last != se)
3093                         break;
3094
3095                 cfs_rq->last = NULL;
3096         }
3097 }
3098
3099 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3100 {
3101         for_each_sched_entity(se) {
3102                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3103                 if (cfs_rq->next != se)
3104                         break;
3105
3106                 cfs_rq->next = NULL;
3107         }
3108 }
3109
3110 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3111 {
3112         for_each_sched_entity(se) {
3113                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3114                 if (cfs_rq->skip != se)
3115                         break;
3116
3117                 cfs_rq->skip = NULL;
3118         }
3119 }
3120
3121 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3122 {
3123         if (cfs_rq->last == se)
3124                 __clear_buddies_last(se);
3125
3126         if (cfs_rq->next == se)
3127                 __clear_buddies_next(se);
3128
3129         if (cfs_rq->skip == se)
3130                 __clear_buddies_skip(se);
3131 }
3132
3133 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3134
3135 static void
3136 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3137 {
3138         /*
3139          * Update run-time statistics of the 'current'.
3140          */
3141         update_curr(cfs_rq);
3142         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3143
3144         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3145         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3146 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3147                 if (entity_is_task(se)) {
3148                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3149
3150                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3151                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3152                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3153                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3154                 }
3155 #endif
3156         }
3157
3158         clear_buddies(cfs_rq, se);
3159
3160         if (se != cfs_rq->curr)
3161                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3162         se->on_rq = 0;
3163         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3164
3165         /*
3166          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3167          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3168          * movement in our normalized position.
3169          */
3170         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3171                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3172
3173         /* return excess runtime on last dequeue */
3174         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3175
3176         update_min_vruntime(cfs_rq);
3177         update_cfs_shares(cfs_rq);
3178 }
3179
3180 /*
3181  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3182  */
3183 static void
3184 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3185 {
3186         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3187         struct sched_entity *se;
3188         s64 delta;
3189
3190         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3191         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3192         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3193                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3194                 /*
3195                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3196                  * re-elected due to buddy favours.
3197                  */
3198                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3199                 return;
3200         }
3201
3202         /*
3203          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3204          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3205          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3206          */
3207         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3208                 return;
3209
3210         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3211         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3212
3213         if (delta < 0)
3214                 return;
3215
3216         if (delta > ideal_runtime)
3217                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3218 }
3219
3220 static void
3221 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3222 {
3223         /* 'current' is not kept within the tree. */
3224         if (se->on_rq) {
3225                 /*
3226                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3227                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3228                  * runqueue.
3229                  */
3230                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3231                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3232                 update_load_avg(se, 1);
3233         }
3234
3235         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3236         cfs_rq->curr = se;
3237 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3238         /*
3239          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3240          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3241          * when there are only lesser-weight tasks around):
3242          */
3243         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3244                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3245                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3246         }
3247 #endif
3248         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3249 }
3250
3251 static int
3252 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3253
3254 /*
3255  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3256  * 1) keep things fair between processes/task groups
3257  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3258  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3259  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3260  */
3261 static struct sched_entity *
3262 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3263 {
3264         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3265         struct sched_entity *se;
3266
3267         /*
3268          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3269          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3270          */
3271         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3272                 left = curr;
3273
3274         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3275
3276         /*
3277          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3278          * be done without getting too unfair.
3279          */
3280         if (cfs_rq->skip == se) {
3281                 struct sched_entity *second;
3282
3283                 if (se == curr) {
3284                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3285                 } else {
3286                         second = __pick_next_entity(se);
3287                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3288                                 second = curr;
3289                 }
3290
3291                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3292                         se = second;
3293         }
3294
3295         /*
3296          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3297          */
3298         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3299                 se = cfs_rq->last;
3300
3301         /*
3302          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3303          */
3304         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3305                 se = cfs_rq->next;
3306
3307         clear_buddies(cfs_rq, se);
3308
3309         return se;
3310 }
3311
3312 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3313
3314 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3315 {
3316         /*
3317          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3318          * was not called and update_curr() has to be done:
3319          */
3320         if (prev->on_rq)
3321                 update_curr(cfs_rq);
3322
3323         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3324         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3325
3326         check_spread(cfs_rq, prev);
3327         if (prev->on_rq) {
3328                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3329                 /* Put 'current' back into the tree. */
3330                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3331                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3332                 update_load_avg(prev, 0);
3333         }
3334         cfs_rq->curr = NULL;
3335 }
3336
3337 static void
3338 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3339 {
3340         /*
3341          * Update run-time statistics of the 'current'.
3342          */
3343         update_curr(cfs_rq);
3344
3345         /*
3346          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3347          */
3348         update_load_avg(curr, 1);
3349         update_cfs_shares(cfs_rq);
3350
3351 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3352         /*
3353          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3354          * validating it and just reschedule.
3355          */
3356         if (queued) {
3357                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3358                 return;
3359         }
3360         /*
3361          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3362          */
3363         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3364                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3365                 return;
3366 #endif
3367
3368         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3369                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3370 }
3371
3372
3373 /**************************************************
3374  * CFS bandwidth control machinery
3375  */
3376
3377 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3378
3379 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3380 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3381
3382 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3383 {
3384         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3385 }
3386
3387 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3388 {
3389         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3390 }
3391
3392 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3393 {
3394         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3395 }
3396 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3397 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3398 {
3399         return true;
3400 }
3401
3402 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3403 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3404 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3405
3406 /*
3407  * default period for cfs group bandwidth.
3408  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3409  */
3410 static inline u64 default_cfs_period(void)
3411 {
3412         return 100000000ULL;
3413 }
3414
3415 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3416 {
3417         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3418 }
3419
3420 /*
3421  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3422  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3423  * additional synchronization around rq->lock.
3424  *
3425  * requires cfs_b->lock
3426  */
3427 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3428 {
3429         u64 now;
3430
3431         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3432                 return;
3433
3434         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3435         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3436         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3437 }
3438
3439 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3440 {
3441         return &tg->cfs_bandwidth;
3442 }
3443
3444 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3445 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3446 {
3447         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3448                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3449
3450         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3451 }
3452
3453 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3454 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3455 {
3456         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3457         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3458         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3459
3460         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3461         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3462
3463         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3464         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3465                 amount = min_amount;
3466         else {
3467                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3468
3469                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3470                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3471                         cfs_b->runtime -= amount;
3472                         cfs_b->idle = 0;
3473                 }
3474         }
3475         expires = cfs_b->runtime_expires;
3476         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3477
3478         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3479         /*
3480          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3481          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3482          * issued.
3483          */
3484         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3485                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3486
3487         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3488 }
3489
3490 /*
3491  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3492  * fact that rq->clock snapshots this value.
3493  */
3494 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3495 {
3496         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3497
3498         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3499         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3500                 return;
3501
3502         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3503                 return;
3504
3505         /*
3506          * If the local deadline has passed we have to consider the
3507          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3508          * has not truly expired.
3509          *
3510          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3511          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3512          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3513          * exact equality, so a partial write will still work.
3514          */
3515
3516         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3517                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3518                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3519         } else {
3520                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3521                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3522         }
3523 }
3524
3525 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3526 {
3527         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3528         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3529         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3530
3531         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3532                 return;
3533
3534         /*
3535          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3536          * hierarchy can be throttled
3537          */
3538         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3539                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3540 }
3541
3542 static __always_inline
3543 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3544 {
3545         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3546                 return;
3547
3548         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3549 }
3550
3551 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3552 {
3553         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3554 }
3555
3556 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3557 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3558 {
3559         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3560 }
3561
3562 /*
3563  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3564  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3565  * load-balance operations.
3566  */
3567 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3568                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3569 {
3570         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3571
3572         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3573         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3574
3575         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3576                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3577 }
3578
3579 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3580 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3581 {
3582         struct rq *rq = data;
3583         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3584
3585         cfs_rq->throttle_count--;
3586 #ifdef CONFIG_SMP
3587         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3588                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3589                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3590                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3591         }
3592 #endif
3593
3594         return 0;
3595 }
3596
3597 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3598 {
3599         struct rq *rq = data;
3600         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3601
3602         /* group is entering throttled state, stop time */
3603         if (!cfs_rq->throttle_count)
3604                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3605         cfs_rq->throttle_count++;
3606
3607         return 0;
3608 }
3609
3610 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3611 {
3612         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3613         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3614         struct sched_entity *se;
3615         long task_delta, dequeue = 1;
3616         bool empty;
3617
3618         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3619
3620         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3621         rcu_read_lock();
3622         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3623         rcu_read_unlock();
3624
3625         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3626         for_each_sched_entity(se) {
3627                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3628                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3629                 if (!se->on_rq)
3630                         break;
3631
3632                 if (dequeue)
3633                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3634                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3635
3636                 if (qcfs_rq->load.weight)
3637                         dequeue = 0;
3638         }
3639
3640         if (!se)
3641                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3642
3643         cfs_rq->throttled = 1;
3644         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3645         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3646         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3647
3648         /*
3649          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3650          * distribute_cfs_runtime will not see us
3651          */
3652         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3653
3654         /*
3655          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
3656          * timer is running.
3657          */
3658         if (empty)
3659                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3660
3661         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3662 }
3663
3664 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3665 {
3666         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3667         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3668         struct sched_entity *se;
3669         int enqueue = 1;
3670         long task_delta;
3671
3672         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3673
3674         cfs_rq->throttled = 0;
3675
3676         update_rq_clock(rq);
3677
3678         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3679         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3680         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3681         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3682
3683         /* update hierarchical throttle state */
3684         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3685
3686         if (!cfs_rq->load.weight)
3687                 return;
3688
3689         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3690         for_each_sched_entity(se) {
3691                 if (se->on_rq)
3692                         enqueue = 0;
3693
3694                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3695                 if (enqueue)
3696                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3697                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3698
3699                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3700                         break;
3701         }
3702
3703         if (!se)
3704                 add_nr_running(rq, task_delta);
3705
3706         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3707         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3708                 resched_curr(rq);
3709 }
3710
3711 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3712                 u64 remaining, u64 expires)
3713 {
3714         struct cfs_rq *cfs_rq;
3715         u64 runtime;
3716         u64 starting_runtime = remaining;
3717
3718         rcu_read_lock();
3719         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3720                                 throttled_list) {
3721                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3722
3723                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3724                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3725                         goto next;
3726
3727                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3728                 if (runtime > remaining)
3729                         runtime = remaining;
3730                 remaining -= runtime;
3731
3732                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3733                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3734
3735                 /* we check whether we're throttled above */
3736                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3737                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3738
3739 next:
3740                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3741
3742                 if (!remaining)
3743                         break;
3744         }
3745         rcu_read_unlock();
3746
3747         return starting_runtime - remaining;
3748 }
3749
3750 /*
3751  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3752  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3753  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3754  * used to track this state.
3755  */
3756 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3757 {
3758         u64 runtime, runtime_expires;
3759         int throttled;
3760
3761         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3762         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3763                 goto out_deactivate;
3764
3765         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3766         cfs_b->nr_periods += overrun;
3767
3768         /*
3769          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3770          * we're going inactive then everything else can be deferred
3771          */
3772         if (cfs_b->idle && !throttled)
3773                 goto out_deactivate;
3774
3775         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3776
3777         if (!throttled) {
3778                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3779                 cfs_b->idle = 1;
3780                 return 0;
3781         }
3782
3783         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3784         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3785
3786         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3787
3788         /*
3789          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3790          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3791          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3792          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3793          * only by limited amounts in that extreme case.
3794          */
3795         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3796                 runtime = cfs_b->runtime;
3797                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3798                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3799                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3800                                                  runtime_expires);
3801                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3802
3803                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3804
3805                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3806         }
3807
3808         /*
3809          * While we are ensured activity in the period following an
3810          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3811          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3812          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3813          */
3814         cfs_b->idle = 0;
3815
3816         return 0;
3817
3818 out_deactivate:
3819         return 1;
3820 }
3821
3822 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3823 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3824 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3825 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3826 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3827 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3828
3829 /*
3830  * Are we near the end of the current quota period?
3831  *
3832  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3833  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
3834  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3835  */
3836 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3837 {
3838         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3839         u64 remaining;
3840
3841         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3842         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3843                 return 1;
3844
3845         /* is a quota refresh about to occur? */
3846         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3847         if (remaining < min_expire)
3848                 return 1;
3849
3850         return 0;
3851 }
3852
3853 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3854 {
3855         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3856
3857         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3858         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3859                 return;
3860
3861         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
3862                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
3863                         HRTIMER_MODE_REL);
3864 }
3865
3866 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3867 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3868 {
3869         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3870         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3871
3872         if (slack_runtime <= 0)
3873                 return;
3874
3875         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3876         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3877             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3878                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3879
3880                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3881                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3882                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3883                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3884         }
3885         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3886
3887         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3888         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3889 }
3890
3891 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3892 {
3893         if (!cfs_bandwidth_used())
3894                 return;
3895
3896         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3897                 return;
3898
3899         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3900 }
3901
3902 /*
3903  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3904  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3905  */
3906 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3907 {
3908         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3909         u64 expires;
3910
3911         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3912         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3913         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3914                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3915                 return;
3916         }
3917
3918         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3919                 runtime = cfs_b->runtime;
3920
3921         expires = cfs_b->runtime_expires;
3922         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3923
3924         if (!runtime)
3925                 return;
3926
3927         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3928
3929         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3930         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3931                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3932         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3933 }
3934
3935 /*
3936  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3937  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3938  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3939  */
3940 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3941 {
3942         if (!cfs_bandwidth_used())
3943                 return;
3944
3945         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3946         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3947                 return;
3948
3949         /* ensure the group is not already throttled */
3950         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3951                 return;
3952
3953         /* update runtime allocation */
3954         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3955         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3956                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3957 }
3958
3959 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3960 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3961 {
3962         if (!cfs_bandwidth_used())
3963                 return false;
3964
3965         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3966                 return false;
3967
3968         /*
3969          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3970          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3971          */
3972         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3973                 return true;
3974
3975         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3976         return true;
3977 }
3978
3979 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3980 {
3981         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3982                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3983
3984         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3985
3986         return HRTIMER_NORESTART;
3987 }
3988
3989 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3990 {
3991         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3992                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3993         int overrun;
3994         int idle = 0;
3995
3996         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3997         for (;;) {
3998                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
3999                 if (!overrun)
4000                         break;
4001
4002                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4003         }
4004         if (idle)
4005                 cfs_b->period_active = 0;
4006         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4007
4008         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4009 }
4010
4011 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4012 {
4013         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4014         cfs_b->runtime = 0;
4015         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4016         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4017
4018         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4019         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4020         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4021         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4022         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4023 }
4024
4025 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4026 {
4027         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4028         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4029 }
4030
4031 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4032 {
4033         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4034
4035         if (!cfs_b->period_active) {
4036                 cfs_b->period_active = 1;
4037                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4038                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4039         }
4040 }
4041
4042 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4043 {
4044         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4045         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4046                 return;
4047
4048         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4049         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4050 }
4051
4052 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4053 {
4054         struct cfs_rq *cfs_rq;
4055
4056         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4057                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4058
4059                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4060                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4061                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4062         }
4063 }
4064
4065 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4066 {
4067         struct cfs_rq *cfs_rq;
4068
4069         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4070                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4071                         continue;
4072
4073                 /*
4074                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4075                  * there's some valid quota amount
4076                  */
4077                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4078                 /*
4079                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4080                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4081                  */
4082                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4083
4084                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4085                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4086         }
4087 }
4088
4089 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4090 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4091 {
4092         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4093 }
4094
4095 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4096 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4097 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4098 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4099
4100 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4101 {
4102         return 0;
4103 }
4104
4105 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4106 {
4107         return 0;
4108 }
4109
4110 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4111                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4112 {
4113         return 0;
4114 }
4115
4116 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4117
4118 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4119 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4120 #endif
4121
4122 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4123 {
4124         return NULL;
4125 }
4126 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4127 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4128 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4129
4130 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4131
4132 /**************************************************
4133  * CFS operations on tasks:
4134  */
4135
4136 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4137 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4138 {
4139         struct sched_entity *se = &p->se;
4140         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4141
4142         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4143
4144         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4145                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4146                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4147                 s64 delta = slice - ran;
4148
4149                 if (delta < 0) {
4150                         if (rq->curr == p)
4151                                 resched_curr(rq);
4152                         return;
4153                 }
4154                 hrtick_start(rq, delta);
4155         }
4156 }
4157
4158 /*
4159  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4160  * current task is from our class and nr_running is low enough
4161  * to matter.
4162  */
4163 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4164 {
4165         struct task_struct *curr = rq->curr;
4166
4167         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4168                 return;
4169
4170         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4171                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4172 }
4173 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4174 static inline void
4175 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4176 {
4177 }
4178
4179 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4180 {
4181 }
4182 #endif
4183
4184 #ifdef CONFIG_SMP
4185 static bool cpu_overutilized(int cpu);
4186 static inline unsigned long boosted_cpu_util(int cpu);
4187 #else
4188 #define boosted_cpu_util(cpu) cpu_util(cpu)
4189 #endif
4190
4191 #ifdef CONFIG_SMP
4192 static void update_capacity_of(int cpu)
4193 {
4194         unsigned long req_cap;
4195
4196         if (!sched_freq())
4197                 return;
4198
4199         /* Convert scale-invariant capacity to cpu. */
4200         req_cap = boosted_cpu_util(cpu);
4201         req_cap = req_cap * SCHED_CAPACITY_SCALE / capacity_orig_of(cpu);
4202         set_cfs_cpu_capacity(cpu, true, req_cap);
4203 }
4204 #endif
4205
4206 /*
4207  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4208  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4209  * then put the task into the rbtree:
4210  */
4211 static void
4212 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4213 {
4214         struct cfs_rq *cfs_rq;
4215         struct sched_entity *se = &p->se;
4216 #ifdef CONFIG_SMP
4217         int task_new = flags & ENQUEUE_WAKEUP_NEW;
4218         int task_wakeup = flags & ENQUEUE_WAKEUP;
4219 #endif
4220
4221         for_each_sched_entity(se) {
4222                 if (se->on_rq)
4223                         break;
4224                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4225                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4226
4227                 /*
4228                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4229                  *
4230                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4231                  * post the final h_nr_running increment below.
4232                 */
4233                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4234                         break;
4235                 cfs_rq->h_nr_running++;
4236                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4237
4238                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4239         }
4240
4241         for_each_sched_entity(se) {
4242                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4243                 cfs_rq->h_nr_running++;
4244                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4245
4246                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4247                         break;
4248
4249                 update_load_avg(se, 1);
4250                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4251         }
4252
4253         if (!se)
4254                 add_nr_running(rq, 1);
4255
4256 #ifdef CONFIG_SMP
4257
4258         /*
4259          * Update SchedTune accounting.
4260          *
4261          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4262          * boost value of the current task is accounted for in the
4263          * selection of the OPP.
4264          *
4265          * We do it also in the case where we enqueue a throttled task;
4266          * we could argue that a throttled task should not boost a CPU,
4267          * however:
4268          * a) properly implementing CPU boosting considering throttled
4269          *    tasks will increase a lot the complexity of the solution
4270          * b) it's not easy to quantify the benefits introduced by
4271          *    such a more complex solution.
4272          * Thus, for the time being we go for the simple solution and boost
4273          * also for throttled RQs.
4274          */
4275         schedtune_enqueue_task(p, cpu_of(rq));
4276
4277         if (!se) {
4278                 walt_inc_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4279                 if (!task_new && !rq->rd->overutilized &&
4280                     cpu_overutilized(rq->cpu)) {
4281                         rq->rd->overutilized = true;
4282                         trace_sched_overutilized(true);
4283                 }
4284
4285                 /*
4286                  * We want to potentially trigger a freq switch
4287                  * request only for tasks that are waking up; this is
4288                  * because we get here also during load balancing, but
4289                  * in these cases it seems wise to trigger as single
4290                  * request after load balancing is done.
4291                  */
4292                 if (task_new || task_wakeup)
4293                         update_capacity_of(cpu_of(rq));
4294         }
4295
4296 #endif /* CONFIG_SMP */
4297         hrtick_update(rq);
4298 }
4299
4300 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4301
4302 /*
4303  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4304  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4305  * update the fair scheduling stats:
4306  */
4307 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4308 {
4309         struct cfs_rq *cfs_rq;
4310         struct sched_entity *se = &p->se;
4311         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4312
4313         for_each_sched_entity(se) {
4314                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4315                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4316
4317                 /*
4318                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4319                  *
4320                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4321                  * post the final h_nr_running decrement below.
4322                 */
4323                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4324                         break;
4325                 cfs_rq->h_nr_running--;
4326                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4327
4328                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4329                 if (cfs_rq->load.weight) {
4330                         /*
4331                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4332                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4333                          */
4334                         if (task_sleep && parent_entity(se))
4335                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
4336
4337                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
4338                         se = parent_entity(se);
4339                         break;
4340                 }
4341                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4342         }
4343
4344         for_each_sched_entity(se) {
4345                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4346                 cfs_rq->h_nr_running--;
4347                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4348
4349                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4350                         break;
4351
4352                 update_load_avg(se, 1);
4353                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4354         }
4355
4356         if (!se)
4357                 sub_nr_running(rq, 1);
4358
4359 #ifdef CONFIG_SMP
4360
4361         /*
4362          * Update SchedTune accounting
4363          *
4364          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4365          * boost value of the current task is accounted for in the
4366          * selection of the OPP.
4367          */
4368         schedtune_dequeue_task(p, cpu_of(rq));
4369
4370         if (!se) {
4371                 walt_dec_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4372
4373                 /*
4374                  * We want to potentially trigger a freq switch
4375                  * request only for tasks that are going to sleep;
4376                  * this is because we get here also during load
4377                  * balancing, but in these cases it seems wise to
4378                  * trigger as single request after load balancing is
4379                  * done.
4380                  */
4381                 if (task_sleep) {
4382                         if (rq->cfs.nr_running)
4383                                 update_capacity_of(cpu_of(rq));
4384                         else if (sched_freq())
4385                                 set_cfs_cpu_capacity(cpu_of(rq), false, 0);
4386                 }
4387         }
4388
4389 #endif /* CONFIG_SMP */
4390
4391         hrtick_update(rq);
4392 }
4393
4394 #ifdef CONFIG_SMP
4395
4396 /*
4397  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4398  */
4399
4400 /*
4401  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4402  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4403  *
4404  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4405  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4406  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4407  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4408  *
4409  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4410  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4411  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4412  *
4413  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4414  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4415  * particular idx is approximated to be zero.
4416  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4417  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4418  * based on 128 point scale.
4419  * Example:
4420  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4421  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4422  *
4423  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4424  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4425  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4426  */
4427 #define DEGRADE_SHIFT           7
4428 static const unsigned char
4429                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4430 static const unsigned char
4431                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4432                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4433                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4434                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4435                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4436                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4437
4438 /*
4439  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4440  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4441  * adding any new load.
4442  */
4443 static unsigned long
4444 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4445 {
4446         int j = 0;
4447
4448         if (!missed_updates)
4449                 return load;
4450
4451         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4452                 return 0;
4453
4454         if (idx == 1)
4455                 return load >> missed_updates;
4456
4457         while (missed_updates) {
4458                 if (missed_updates % 2)
4459                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4460
4461                 missed_updates >>= 1;
4462                 j++;
4463         }
4464         return load;
4465 }
4466
4467 /*
4468  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4469  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4470  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4471  */
4472 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4473                               unsigned long pending_updates)
4474 {
4475         int i, scale;
4476
4477         this_rq->nr_load_updates++;
4478
4479         /* Update our load: */
4480         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4481         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4482                 unsigned long old_load, new_load;
4483
4484                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4485
4486                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4487                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4488                 new_load = this_load;
4489                 /*
4490                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4491                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4492                  * example.
4493                  */
4494                 if (new_load > old_load)
4495                         new_load += scale - 1;
4496
4497                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4498         }
4499
4500         sched_avg_update(this_rq);
4501 }
4502
4503 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4504 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4505 {
4506         return cfs_rq_runnable_load_avg(&cpu_rq(cpu)->cfs);
4507 }
4508
4509 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4510 /*
4511  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4512  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4513  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4514  *
4515  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4516  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4517  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4518  * (tick_nohz_idle_exit).
4519  *
4520  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
4521  */
4522
4523 /*
4524  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
4525  * idle balance.
4526  */
4527 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
4528 {
4529         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4530         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4531         unsigned long pending_updates;
4532
4533         /*
4534          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
4535          */
4536         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4537                 return;
4538
4539         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4540         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4541
4542         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
4543 }
4544
4545 /*
4546  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
4547  */
4548 void update_cpu_load_nohz(void)
4549 {
4550         struct rq *this_rq = this_rq();
4551         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4552         unsigned long pending_updates;
4553
4554         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4555                 return;
4556
4557         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4558         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4559         if (pending_updates) {
4560                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4561                 /*
4562                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
4563                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
4564                  */
4565                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
4566         }
4567         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4568 }
4569 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
4570
4571 /*
4572  * Called from scheduler_tick()
4573  */
4574 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
4575 {
4576         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4577         /*
4578          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
4579          */
4580         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
4581         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
4582 }
4583
4584 /*
4585  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4586  * according to the scheduling class and "nice" value.
4587  *
4588  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4589  * balance conservatively.
4590  */
4591 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4592 {
4593         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4594         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4595
4596         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4597                 return total;
4598
4599         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4600 }
4601
4602 /*
4603  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4604  * according to the scheduling class and "nice" value.
4605  */
4606 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4607 {
4608         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4609         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4610
4611         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4612                 return total;
4613
4614         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4615 }
4616
4617
4618 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4619 {
4620         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4621         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4622         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(cpu);
4623
4624         if (nr_running)
4625                 return load_avg / nr_running;
4626
4627         return 0;
4628 }
4629
4630 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4631 {
4632         /*
4633          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4634          * about the boundary, really active task won't care
4635          * about the loss.
4636          */
4637         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4638                 current->wakee_flips >>= 1;
4639                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4640         }
4641
4642         if (current->last_wakee != p) {
4643                 current->last_wakee = p;
4644                 current->wakee_flips++;
4645         }
4646 }
4647
4648 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4649 {
4650         struct sched_entity *se = &p->se;
4651         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4652         u64 min_vruntime;
4653
4654 #ifndef CONFIG_64BIT
4655         u64 min_vruntime_copy;
4656
4657         do {
4658                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4659                 smp_rmb();
4660                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4661         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4662 #else
4663         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4664 #endif
4665
4666         se->vruntime -= min_vruntime;
4667         record_wakee(p);
4668 }
4669
4670 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4671 /*
4672  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4673  *
4674  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4675  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4676  * can calculate the shift in shares.
4677  *
4678  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4679  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4680  * total group weight.
4681  *
4682  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4683  * distribution (s_i) using:
4684  *
4685  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4686  *
4687  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4688  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4689  * shares distribution (s_i):
4690  *
4691  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4692  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4693  *
4694  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4695  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4696  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4697  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4698  *
4699  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4700  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4701  *
4702  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4703  *
4704  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4705  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4706  * weight and shares distributions like:
4707  *
4708  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4709  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4710  *
4711  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4712  *
4713  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4714  *
4715  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4716  *
4717  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4718  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4719  * 4/7) times the weight of the group.
4720  */
4721 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4722 {
4723         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4724
4725         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4726                 return wl;
4727
4728         for_each_sched_entity(se) {
4729                 struct cfs_rq *cfs_rq = se->my_q;
4730                 long W, w = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
4731
4732                 tg = cfs_rq->tg;
4733
4734                 /*
4735                  * W = @wg + \Sum rw_j
4736                  */
4737                 W = wg + atomic_long_read(&tg->load_avg);
4738
4739                 /* Ensure \Sum rw_j >= rw_i */
4740                 W -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
4741                 W += w;
4742
4743                 /*
4744                  * w = rw_i + @wl
4745                  */
4746                 w += wl;
4747
4748                 /*
4749                  * wl = S * s'_i; see (2)
4750                  */
4751                 if (W > 0 && w < W)
4752                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4753                 else
4754                         wl = tg->shares;
4755
4756                 /*
4757                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4758                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4759                  * calc_cfs_shares().
4760                  */
4761                 if (wl < MIN_SHARES)
4762                         wl = MIN_SHARES;
4763
4764                 /*
4765                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4766                  */
4767                 wl -= se->avg.load_avg;
4768
4769                 /*
4770                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4771                  * the final effective load change on the root group. Since
4772                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4773                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4774                  * resulting from this level per the above.
4775                  */
4776                 wg = 0;
4777         }
4778
4779         return wl;
4780 }
4781 #else
4782
4783 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4784 {
4785         return wl;
4786 }
4787
4788 #endif
4789
4790 /*
4791  * Returns the current capacity of cpu after applying both
4792  * cpu and freq scaling.
4793  */
4794 unsigned long capacity_curr_of(int cpu)
4795 {
4796         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig *
4797                arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu)
4798                >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4799 }
4800
4801 static inline bool energy_aware(void)
4802 {
4803         return sched_feat(ENERGY_AWARE);
4804 }
4805
4806 struct energy_env {
4807         struct sched_group      *sg_top;
4808         struct sched_group      *sg_cap;
4809         int                     cap_idx;
4810         int                     util_delta;
4811         int                     src_cpu;
4812         int                     dst_cpu;
4813         int                     energy;
4814         int                     payoff;
4815         struct task_struct      *task;
4816         struct {
4817                 int before;
4818                 int after;
4819                 int delta;
4820                 int diff;
4821         } nrg;
4822         struct {
4823                 int before;
4824                 int after;
4825                 int delta;
4826         } cap;
4827 };
4828
4829 /*
4830  * __cpu_norm_util() returns the cpu util relative to a specific capacity,
4831  * i.e. it's busy ratio, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] which is useful for
4832  * energy calculations. Using the scale-invariant util returned by
4833  * cpu_util() and approximating scale-invariant util by:
4834  *
4835  *   util ~ (curr_freq/max_freq)*1024 * capacity_orig/1024 * running_time/time
4836  *
4837  * the normalized util can be found using the specific capacity.
4838  *
4839  *   capacity = capacity_orig * curr_freq/max_freq
4840  *
4841  *   norm_util = running_time/time ~ util/capacity
4842  */
4843 static unsigned long __cpu_norm_util(int cpu, unsigned long capacity, int delta)
4844 {
4845         int util = __cpu_util(cpu, delta);
4846
4847         if (util >= capacity)
4848                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4849
4850         return (util << SCHED_CAPACITY_SHIFT)/capacity;
4851 }
4852
4853 static int calc_util_delta(struct energy_env *eenv, int cpu)
4854 {
4855         if (cpu == eenv->src_cpu)
4856                 return -eenv->util_delta;
4857         if (cpu == eenv->dst_cpu)
4858                 return eenv->util_delta;
4859         return 0;
4860 }
4861
4862 static
4863 unsigned long group_max_util(struct energy_env *eenv)
4864 {
4865         int i, delta;
4866         unsigned long max_util = 0;
4867
4868         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(eenv->sg_cap)) {
4869                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4870                 max_util = max(max_util, __cpu_util(i, delta));
4871         }
4872
4873         return max_util;
4874 }
4875
4876 /*
4877  * group_norm_util() returns the approximated group util relative to it's
4878  * current capacity (busy ratio) in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] for use in
4879  * energy calculations. Since task executions may or may not overlap in time in
4880  * the group the true normalized util is between max(cpu_norm_util(i)) and
4881  * sum(cpu_norm_util(i)) when iterating over all cpus in the group, i. The
4882  * latter is used as the estimate as it leads to a more pessimistic energy
4883  * estimate (more busy).
4884  */
4885 static unsigned
4886 long group_norm_util(struct energy_env *eenv, struct sched_group *sg)
4887 {
4888         int i, delta;
4889         unsigned long util_sum = 0;
4890         unsigned long capacity = sg->sge->cap_states[eenv->cap_idx].cap;
4891
4892         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4893                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4894                 util_sum += __cpu_norm_util(i, capacity, delta);
4895         }
4896
4897         if (util_sum > SCHED_CAPACITY_SCALE)
4898                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4899         return util_sum;
4900 }
4901
4902 static int find_new_capacity(struct energy_env *eenv,
4903         const struct sched_group_energy const *sge)
4904 {
4905         int idx;
4906         unsigned long util = group_max_util(eenv);
4907
4908         for (idx = 0; idx < sge->nr_cap_states; idx++) {
4909                 if (sge->cap_states[idx].cap >= util)
4910                         break;
4911         }
4912
4913         eenv->cap_idx = idx;
4914
4915         return idx;
4916 }
4917
4918 static int group_idle_state(struct sched_group *sg)
4919 {
4920         int i, state = INT_MAX;
4921
4922         /* Find the shallowest idle state in the sched group. */
4923         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg))
4924                 state = min(state, idle_get_state_idx(cpu_rq(i)));
4925
4926         /* Take non-cpuidle idling into account (active idle/arch_cpu_idle()) */
4927         state++;
4928
4929         return state;
4930 }
4931
4932 /*
4933  * sched_group_energy(): Computes the absolute energy consumption of cpus
4934  * belonging to the sched_group including shared resources shared only by
4935  * members of the group. Iterates over all cpus in the hierarchy below the
4936  * sched_group starting from the bottom working it's way up before going to
4937  * the next cpu until all cpus are covered at all levels. The current
4938  * implementation is likely to gather the same util statistics multiple times.
4939  * This can probably be done in a faster but more complex way.
4940  * Note: sched_group_energy() may fail when racing with sched_domain updates.
4941  */
4942 static int sched_group_energy(struct energy_env *eenv)
4943 {
4944         struct sched_domain *sd;
4945         int cpu, total_energy = 0;
4946         struct cpumask visit_cpus;
4947         struct sched_group *sg;
4948
4949         WARN_ON(!eenv->sg_top->sge);
4950
4951         cpumask_copy(&visit_cpus, sched_group_cpus(eenv->sg_top));
4952
4953         while (!cpumask_empty(&visit_cpus)) {
4954                 struct sched_group *sg_shared_cap = NULL;
4955
4956                 cpu = cpumask_first(&visit_cpus);
4957
4958                 /*
4959                  * Is the group utilization affected by cpus outside this
4960                  * sched_group?
4961                  */
4962                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_scs, cpu));
4963
4964                 if (!sd)
4965                         /*
4966                          * We most probably raced with hotplug; returning a
4967                          * wrong energy estimation is better than entering an
4968                          * infinite loop.
4969                          */
4970                         return -EINVAL;
4971
4972                 if (sd->parent)
4973                         sg_shared_cap = sd->parent->groups;
4974
4975                 for_each_domain(cpu, sd) {
4976                         sg = sd->groups;
4977
4978                         /* Has this sched_domain already been visited? */
4979                         if (sd->child && group_first_cpu(sg) != cpu)
4980                                 break;
4981
4982                         do {
4983                                 unsigned long group_util;
4984                                 int sg_busy_energy, sg_idle_energy;
4985                                 int cap_idx, idle_idx;
4986
4987                                 if (sg_shared_cap && sg_shared_cap->group_weight >= sg->group_weight)
4988                                         eenv->sg_cap = sg_shared_cap;
4989                                 else
4990                                         eenv->sg_cap = sg;
4991
4992                                 cap_idx = find_new_capacity(eenv, sg->sge);
4993
4994                                 if (sg->group_weight == 1) {
4995                                         /* Remove capacity of src CPU (before task move) */
4996                                         if (eenv->util_delta == 0 &&
4997                                             cpumask_test_cpu(eenv->src_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
4998                                                 eenv->cap.before = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
4999                                                 eenv->cap.delta -= eenv->cap.before;
5000                                         }
5001                                         /* Add capacity of dst CPU  (after task move) */
5002                                         if (eenv->util_delta != 0 &&
5003                                             cpumask_test_cpu(eenv->dst_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5004                                                 eenv->cap.after = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5005                                                 eenv->cap.delta += eenv->cap.after;
5006                                         }
5007                                 }
5008
5009                                 idle_idx = group_idle_state(sg);
5010                                 group_util = group_norm_util(eenv, sg);
5011                                 sg_busy_energy = (group_util * sg->sge->cap_states[cap_idx].power)
5012                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5013                                 sg_idle_energy = ((SCHED_LOAD_SCALE-group_util)
5014                                                                 * sg->sge->idle_states[idle_idx].power)
5015                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5016
5017                                 total_energy += sg_busy_energy + sg_idle_energy;
5018
5019                                 if (!sd->child)
5020                                         cpumask_xor(&visit_cpus, &visit_cpus, sched_group_cpus(sg));
5021
5022                                 if (cpumask_equal(sched_group_cpus(sg), sched_group_cpus(eenv->sg_top)))
5023                                         goto next_cpu;
5024
5025                         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5026                 }
5027 next_cpu:
5028                 cpumask_clear_cpu(cpu, &visit_cpus);
5029                 continue;
5030         }
5031
5032         eenv->energy = total_energy;
5033         return 0;
5034 }
5035
5036 static inline bool cpu_in_sg(struct sched_group *sg, int cpu)
5037 {
5038         return cpu != -1 && cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg));
5039 }
5040
5041 /*
5042  * energy_diff(): Estimate the energy impact of changing the utilization
5043  * distribution. eenv specifies the change: utilisation amount, source, and
5044  * destination cpu. Source or destination cpu may be -1 in which case the
5045  * utilization is removed from or added to the system (e.g. task wake-up). If
5046  * both are specified, the utilization is migrated.
5047  */
5048 static inline int __energy_diff(struct energy_env *eenv)
5049 {
5050         struct sched_domain *sd;
5051         struct sched_group *sg;
5052         int sd_cpu = -1, energy_before = 0, energy_after = 0;
5053
5054         struct energy_env eenv_before = {
5055                 .util_delta     = 0,
5056                 .src_cpu        = eenv->src_cpu,
5057                 .dst_cpu        = eenv->dst_cpu,
5058                 .nrg            = { 0, 0, 0, 0},
5059                 .cap            = { 0, 0, 0 },
5060         };
5061
5062         if (eenv->src_cpu == eenv->dst_cpu)
5063                 return 0;
5064
5065         sd_cpu = (eenv->src_cpu != -1) ? eenv->src_cpu : eenv->dst_cpu;
5066         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, sd_cpu));
5067
5068         if (!sd)
5069                 return 0; /* Error */
5070
5071         sg = sd->groups;
5072
5073         do {
5074                 if (cpu_in_sg(sg, eenv->src_cpu) || cpu_in_sg(sg, eenv->dst_cpu)) {
5075                         eenv_before.sg_top = eenv->sg_top = sg;
5076
5077                         if (sched_group_energy(&eenv_before))
5078                                 return 0; /* Invalid result abort */
5079                         energy_before += eenv_before.energy;
5080
5081                         /* Keep track of SRC cpu (before) capacity */
5082                         eenv->cap.before = eenv_before.cap.before;
5083                         eenv->cap.delta = eenv_before.cap.delta;
5084
5085                         if (sched_group_energy(eenv))
5086                                 return 0; /* Invalid result abort */
5087                         energy_after += eenv->energy;
5088                 }
5089         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5090
5091         eenv->nrg.before = energy_before;
5092         eenv->nrg.after = energy_after;
5093         eenv->nrg.diff = eenv->nrg.after - eenv->nrg.before;
5094         eenv->payoff = 0;
5095
5096         trace_sched_energy_diff(eenv->task,
5097                         eenv->src_cpu, eenv->dst_cpu, eenv->util_delta,
5098                         eenv->nrg.before, eenv->nrg.after, eenv->nrg.diff,
5099                         eenv->cap.before, eenv->cap.after, eenv->cap.delta,
5100                         eenv->nrg.delta, eenv->payoff);
5101
5102         return eenv->nrg.diff;
5103 }
5104
5105 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5106
5107 struct target_nrg schedtune_target_nrg;
5108
5109 /*
5110  * System energy normalization
5111  * Returns the normalized value, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE],
5112  * corresponding to the specified energy variation.
5113  */
5114 static inline int
5115 normalize_energy(int energy_diff)
5116 {
5117         u32 normalized_nrg;
5118 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5119         int max_delta;
5120
5121         /* Check for boundaries */
5122         max_delta  = schedtune_target_nrg.max_power;
5123         max_delta -= schedtune_target_nrg.min_power;
5124         WARN_ON(abs(energy_diff) >= max_delta);
5125 #endif
5126
5127         /* Do scaling using positive numbers to increase the range */
5128         normalized_nrg = (energy_diff < 0) ? -energy_diff : energy_diff;
5129
5130         /* Scale by energy magnitude */
5131         normalized_nrg <<= SCHED_LOAD_SHIFT;
5132
5133         /* Normalize on max energy for target platform */
5134         normalized_nrg = reciprocal_divide(
5135                         normalized_nrg, schedtune_target_nrg.rdiv);
5136
5137         return (energy_diff < 0) ? -normalized_nrg : normalized_nrg;
5138 }
5139
5140 static inline int
5141 energy_diff(struct energy_env *eenv)
5142 {
5143         int boost = schedtune_task_boost(eenv->task);
5144         int nrg_delta;
5145
5146         /* Conpute "absolute" energy diff */
5147         __energy_diff(eenv);
5148
5149         /* Return energy diff when boost margin is 0 */
5150         if (boost == 0)
5151                 return eenv->nrg.diff;
5152
5153         /* Compute normalized energy diff */
5154         nrg_delta = normalize_energy(eenv->nrg.diff);
5155         eenv->nrg.delta = nrg_delta;
5156
5157         eenv->payoff = schedtune_accept_deltas(
5158                         eenv->nrg.delta,
5159                         eenv->cap.delta,
5160                         eenv->task);
5161
5162         /*
5163          * When SchedTune is enabled, the energy_diff() function will return
5164          * the computed energy payoff value. Since the energy_diff() return
5165          * value is expected to be negative by its callers, this evaluation
5166          * function return a negative value each time the evaluation return a
5167          * positive payoff, which is the condition for the acceptance of
5168          * a scheduling decision
5169          */
5170         return -eenv->payoff;
5171 }
5172 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5173 #define energy_diff(eenv) __energy_diff(eenv)
5174 #endif
5175
5176 /*
5177  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5178  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5179  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.  In order
5180  * to determine whether we should let the load spread vs consolodating to
5181  * shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5182  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.  With
5183  * both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5184  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.  Waker/wakee
5185  * being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or whatever is
5186  * irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds socket size.
5187  */
5188 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5189 {
5190         unsigned int master = current->wakee_flips;
5191         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5192         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5193
5194         if (master < slave)
5195                 swap(master, slave);
5196         if (slave < factor || master < slave * factor)
5197                 return 0;
5198         return 1;
5199 }
5200
5201 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
5202 {
5203         s64 this_load, load;
5204         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5205         int idx, this_cpu, prev_cpu;
5206         struct task_group *tg;
5207         unsigned long weight;
5208         int balanced;
5209
5210         idx       = sd->wake_idx;
5211         this_cpu  = smp_processor_id();
5212         prev_cpu  = task_cpu(p);
5213         load      = source_load(prev_cpu, idx);
5214         this_load = target_load(this_cpu, idx);
5215
5216         /*
5217          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
5218          * effect of the currently running task from the load
5219          * of the current CPU:
5220          */
5221         if (sync) {
5222                 tg = task_group(current);
5223                 weight = current->se.avg.load_avg;
5224
5225                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
5226                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
5227         }
5228
5229         tg = task_group(p);
5230         weight = p->se.avg.load_avg;
5231
5232         /*
5233          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
5234          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
5235          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
5236          * about that, so that's good too.
5237          *
5238          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
5239          * task to be woken on this_cpu.
5240          */
5241         this_eff_load = 100;
5242         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5243
5244         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5245         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5246
5247         if (this_load > 0) {
5248                 this_eff_load *= this_load +
5249                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
5250
5251                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
5252         }
5253
5254         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
5255
5256         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5257
5258         if (!balanced)
5259                 return 0;
5260
5261         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
5262         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
5263
5264         return 1;
5265 }
5266
5267 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
5268 {
5269 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5270         if (!walt_disabled && sysctl_sched_use_walt_task_util) {
5271                 unsigned long demand = p->ravg.demand;
5272                 return (demand << 10) / walt_ravg_window;
5273         }
5274 #endif
5275         return p->se.avg.util_avg;
5276 }
5277
5278 unsigned int capacity_margin = 1280; /* ~20% margin */
5279
5280 static inline unsigned long boosted_task_util(struct task_struct *task);
5281
5282 static inline bool __task_fits(struct task_struct *p, int cpu, int util)
5283 {
5284         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5285
5286         util += boosted_task_util(p);
5287
5288         return (capacity * 1024) > (util * capacity_margin);
5289 }
5290
5291 static inline bool task_fits_max(struct task_struct *p, int cpu)
5292 {
5293         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5294         unsigned long max_capacity = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity.val;
5295
5296         if (capacity == max_capacity)
5297                 return true;
5298
5299         if (capacity * capacity_margin > max_capacity * 1024)
5300                 return true;
5301
5302         return __task_fits(p, cpu, 0);
5303 }
5304
5305 static inline bool task_fits_spare(struct task_struct *p, int cpu)
5306 {
5307         return __task_fits(p, cpu, cpu_util(cpu));
5308 }
5309
5310 static bool cpu_overutilized(int cpu)
5311 {
5312         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5313 }
5314
5315 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5316
5317 static long
5318 schedtune_margin(unsigned long signal, long boost)
5319 {
5320         long long margin = 0;
5321
5322         /*
5323          * Signal proportional compensation (SPC)
5324          *
5325          * The Boost (B) value is used to compute a Margin (M) which is
5326          * proportional to the complement of the original Signal (S):
5327          *   M = B * (SCHED_LOAD_SCALE - S), if B is positive
5328          *   M = B * S, if B is negative
5329          * The obtained M could be used by the caller to "boost" S.
5330          */
5331         if (boost >= 0) {
5332                 margin  = SCHED_LOAD_SCALE - signal;
5333                 margin *= boost;
5334         } else
5335                 margin = -signal * boost;
5336         /*
5337          * Fast integer division by constant:
5338          *  Constant   :                 (C) = 100
5339          *  Precision  : 0.1%            (P) = 0.1
5340          *  Reference  : C * 100 / P     (R) = 100000
5341          *
5342          * Thus:
5343          *  Shift bits : ceil(log(R,2))  (S) = 17
5344          *  Mult const : round(2^S/C)    (M) = 1311
5345          *
5346          *
5347          */
5348         margin  *= 1311;
5349         margin >>= 17;
5350
5351         if (boost < 0)
5352                 margin *= -1;
5353         return margin;
5354 }
5355
5356 static inline int
5357 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5358 {
5359         int boost = schedtune_cpu_boost(cpu);
5360
5361         if (boost == 0)
5362                 return 0;
5363
5364         return schedtune_margin(util, boost);
5365 }
5366
5367 static inline long
5368 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5369 {
5370         int boost = schedtune_task_boost(task);
5371         unsigned long util;
5372         long margin;
5373
5374         if (boost == 0)
5375                 return 0;
5376
5377         util = task_util(task);
5378         margin = schedtune_margin(util, boost);
5379
5380         return margin;
5381 }
5382
5383 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5384
5385 static inline int
5386 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5387 {
5388         return 0;
5389 }
5390
5391 static inline int
5392 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5393 {
5394         return 0;
5395 }
5396
5397 #endif /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5398
5399 static inline unsigned long
5400 boosted_cpu_util(int cpu)
5401 {
5402         unsigned long util = cpu_util(cpu);
5403         long margin = schedtune_cpu_margin(util, cpu);
5404
5405         trace_sched_boost_cpu(cpu, util, margin);
5406
5407         return util + margin;
5408 }
5409
5410 static inline unsigned long
5411 boosted_task_util(struct task_struct *task)
5412 {
5413         unsigned long util = task_util(task);
5414         long margin = schedtune_task_margin(task);
5415
5416         trace_sched_boost_task(task, util, margin);
5417
5418         return util + margin;
5419 }
5420
5421 /*
5422  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5423  * domain.
5424  */
5425 static struct sched_group *
5426 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5427                   int this_cpu, int sd_flag)
5428 {
5429         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5430         struct sched_group *fit_group = NULL, *spare_group = NULL;
5431         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
5432         unsigned long fit_capacity = ULONG_MAX;
5433         unsigned long max_spare_capacity = capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE;
5434         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5435         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5436
5437         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5438                 load_idx = sd->wake_idx;
5439
5440         do {
5441                 unsigned long load, avg_load, spare_capacity;
5442                 int local_group;
5443                 int i;
5444
5445                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5446                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
5447                                         tsk_cpus_allowed(p)))
5448                         continue;
5449
5450                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5451                                                sched_group_cpus(group));
5452
5453                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
5454                 avg_load = 0;
5455
5456                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
5457                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5458                         if (local_group)
5459                                 load = source_load(i, load_idx);
5460                         else
5461                                 load = target_load(i, load_idx);
5462
5463                         avg_load += load;
5464
5465                         /*
5466                          * Look for most energy-efficient group that can fit
5467                          * that can fit the task.
5468                          */
5469                         if (capacity_of(i) < fit_capacity && task_fits_spare(p, i)) {
5470                                 fit_capacity = capacity_of(i);
5471                                 fit_group = group;
5472                         }
5473
5474                         /*
5475                          * Look for group which has most spare capacity on a
5476                          * single cpu.
5477                          */
5478                         spare_capacity = capacity_of(i) - cpu_util(i);
5479                         if (spare_capacity > max_spare_capacity) {
5480                                 max_spare_capacity = spare_capacity;
5481                                 spare_group = group;
5482                         }
5483                 }
5484
5485                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5486                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
5487
5488                 if (local_group) {
5489                         this_load = avg_load;
5490                 } else if (avg_load < min_load) {
5491                         min_load = avg_load;
5492                         idlest = group;
5493                 }
5494         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5495
5496         if (fit_group)
5497                 return fit_group;
5498
5499         if (spare_group)
5500                 return spare_group;
5501
5502         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
5503                 return NULL;
5504         return idlest;
5505 }
5506
5507 /*
5508  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
5509  */
5510 static int
5511 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5512 {
5513         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5514         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5515         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5516         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5517         int shallowest_idle_cpu = -1;
5518         int i;
5519
5520         /* Traverse only the allowed CPUs */
5521         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
5522                 if (task_fits_spare(p, i)) {
5523                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5524                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5525                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5526                                 /*
5527                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5528                                  * has the smallest exit latency irrespective
5529                                  * of any idle timestamp.
5530                                  */
5531                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5532                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5533                                 shallowest_idle_cpu = i;
5534                         } else if (idle_cpu(i) &&
5535                                    (!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5536                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5537                                 /*
5538                                  * If equal or no active idle state, then
5539                                  * the most recently idled CPU might have
5540                                  * a warmer cache.
5541                                  */
5542                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5543                                 shallowest_idle_cpu = i;
5544                         } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5545                                 /*
5546                                  * If we haven't found an idle CPU yet
5547                                  * pick a non-idle one that can fit the task as
5548                                  * fallback.
5549                                  */
5550                                 shallowest_idle_cpu = i;
5551                         }
5552                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5553                         load = weighted_cpuload(i);
5554                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
5555                                 min_load = load;
5556                                 least_loaded_cpu = i;
5557                         }
5558                 }
5559         }
5560
5561         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5562 }
5563
5564 /*
5565  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
5566  */
5567 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
5568 {
5569         struct sched_domain *sd;
5570         struct sched_group *sg;
5571         int i = task_cpu(p);
5572         int best_idle = -1;
5573         int best_idle_cstate = -1;
5574         int best_idle_capacity = INT_MAX;
5575
5576         if (!sysctl_sched_cstate_aware) {
5577                 if (idle_cpu(target))
5578                         return target;
5579
5580                 /*
5581                  * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
5582                  */
5583                 if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
5584                         return i;
5585         }
5586
5587         /*
5588          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
5589          */
5590         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
5591         for_each_lower_domain(sd) {
5592                 sg = sd->groups;
5593                 do {
5594                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
5595                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
5596                                 goto next;
5597
5598                         if (sysctl_sched_cstate_aware) {
5599                                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg)) {
5600                                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5601                                         int idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5602                                         unsigned long new_usage = boosted_task_util(p);
5603                                         unsigned long capacity_orig = capacity_orig_of(i);
5604                                         if (new_usage > capacity_orig || !idle_cpu(i))
5605                                                 goto next;
5606
5607                                         if (i == target && new_usage <= capacity_curr_of(target))
5608                                                 return target;
5609
5610                                         if (best_idle < 0 || (idle_idx < best_idle_cstate && capacity_orig <= best_idle_capacity)) {
5611                                                 best_idle = i;
5612                                                 best_idle_cstate = idle_idx;
5613                                                 best_idle_capacity = capacity_orig;
5614                                         }
5615                                 }
5616                         } else {
5617                                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
5618                                         if (i == target || !idle_cpu(i))
5619                                                 goto next;
5620                                 }
5621
5622                                 target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
5623                                         tsk_cpus_allowed(p));
5624                                 goto done;
5625                         }
5626 next:
5627                         sg = sg->next;
5628                 } while (sg != sd->groups);
5629         }
5630         if (best_idle > 0)
5631                 target = best_idle;
5632
5633 done:
5634         return target;
5635 }
5636
5637 static inline int find_best_target(struct task_struct *p, bool boosted, bool prefer_idle)
5638 {
5639         int iter_cpu;
5640         int target_cpu = -1;
5641         int target_util = 0;
5642         int backup_capacity = 0;
5643         int best_idle_cpu = -1;
5644         int best_idle_cstate = INT_MAX;
5645         int backup_cpu = -1;
5646         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5647
5648         task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5649         for (iter_cpu = 0; iter_cpu < NR_CPUS; iter_cpu++) {
5650                 int cur_capacity;
5651                 struct rq *rq;
5652                 int idle_idx;
5653
5654                 /*
5655                  * Iterate from higher cpus for boosted tasks.
5656                  */
5657                 int i = boosted ? NR_CPUS-iter_cpu-1 : iter_cpu;
5658
5659                 if (!cpu_online(i) || !cpumask_test_cpu(i, tsk_cpus_allowed(p)))
5660                         continue;
5661
5662                 /*
5663                  * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5664                  * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5665                  * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5666                  */
5667                 new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5668
5669                 /*
5670                  * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5671                  * The target CPU can be already at a capacity level higher
5672                  * than the one required to boost the task.
5673                  */
5674                 if (new_util > capacity_orig_of(i))
5675                         continue;
5676
5677 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5678                 if (walt_cpu_high_irqload(i))
5679                         continue;
5680 #endif
5681                 /*
5682                  * Unconditionally favoring tasks that prefer idle cpus to
5683                  * improve latency.
5684                  */
5685                 if (idle_cpu(i) && prefer_idle) {
5686                         if (best_idle_cpu < 0)
5687                                 best_idle_cpu = i;
5688                         continue;
5689                 }
5690
5691                 cur_capacity = capacity_curr_of(i);
5692                 rq = cpu_rq(i);
5693                 idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5694
5695                 if (new_util < cur_capacity) {
5696                         if (cpu_rq(i)->nr_running) {
5697                                 if(prefer_idle) {
5698                                         // Find a target cpu with lowest
5699                                         // utilization.
5700                                         if (target_util == 0 ||
5701                                                 target_util < new_util) {
5702                                                 target_cpu = i;
5703                                                 target_util = new_util;
5704                                         }
5705                                 } else {
5706                                         // Find a target cpu with highest
5707                                         // utilization.
5708                                         if (target_util == 0 ||
5709                                                 target_util > new_util) {
5710                                                 target_cpu = i;
5711                                                 target_util = new_util;
5712                                         }
5713                                 }
5714                         } else if (!prefer_idle) {
5715                                 if (best_idle_cpu < 0 ||
5716                                         (sysctl_sched_cstate_aware &&
5717                                                 best_idle_cstate > idle_idx)) {
5718                                         best_idle_cstate = idle_idx;
5719                                         best_idle_cpu = i;
5720                                 }
5721                         }
5722                 } else if (backup_capacity == 0 ||
5723                                 backup_capacity > cur_capacity) {
5724                         // Find a backup cpu with least capacity.
5725                         backup_capacity = cur_capacity;
5726                         backup_cpu = i;
5727                 }
5728         }
5729
5730         if (prefer_idle && best_idle_cpu >= 0)
5731                 target_cpu = best_idle_cpu;
5732         else if (target_cpu < 0)
5733                 target_cpu = best_idle_cpu >= 0 ? best_idle_cpu : backup_cpu;
5734
5735         return target_cpu;
5736 }
5737
5738 static int energy_aware_wake_cpu(struct task_struct *p, int target, int sync)
5739 {
5740         struct sched_domain *sd;
5741         struct sched_group *sg, *sg_target;
5742         int target_max_cap = INT_MAX;
5743         int target_cpu = task_cpu(p);
5744         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5745         int i;
5746
5747         if (sysctl_sched_sync_hint_enable && sync) {
5748                 int cpu = smp_processor_id();
5749                 cpumask_t search_cpus;
5750                 cpumask_and(&search_cpus, tsk_cpus_allowed(p), cpu_online_mask);
5751                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &search_cpus))
5752                         return cpu;
5753         }
5754
5755         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, task_cpu(p)));
5756
5757         if (!sd)
5758                 return target;
5759
5760         sg = sd->groups;
5761         sg_target = sg;
5762
5763         if (sysctl_sched_is_big_little) {
5764
5765                 /*
5766                  * Find group with sufficient capacity. We only get here if no cpu is
5767                  * overutilized. We may end up overutilizing a cpu by adding the task,
5768                  * but that should not be any worse than select_idle_sibling().
5769                  * load_balance() should sort it out later as we get above the tipping
5770                  * point.
5771                  */
5772                 do {
5773                         /* Assuming all cpus are the same in group */
5774                         int max_cap_cpu = group_first_cpu(sg);
5775
5776                         /*
5777                          * Assume smaller max capacity means more energy-efficient.
5778                          * Ideally we should query the energy model for the right
5779                          * answer but it easily ends up in an exhaustive search.
5780                          */
5781                         if (capacity_of(max_cap_cpu) < target_max_cap &&
5782                             task_fits_max(p, max_cap_cpu)) {
5783                                 sg_target = sg;
5784                                 target_max_cap = capacity_of(max_cap_cpu);
5785                         }
5786                 } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5787
5788                 task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5789                 /* Find cpu with sufficient capacity */
5790                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg_target)) {
5791                         /*
5792                          * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5793                          * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5794                          * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5795                          */
5796                         new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5797
5798                         /*
5799                          * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5800                          * The target CPU can be already at a capacity level higher
5801                          * than the one required to boost the task.
5802                          */
5803                         if (new_util > capacity_orig_of(i))
5804                                 continue;
5805
5806                         if (new_util < capacity_curr_of(i)) {
5807                                 target_cpu = i;
5808                                 if (cpu_rq(i)->nr_running)
5809                                         break;
5810                         }
5811
5812                         /* cpu has capacity at higher OPP, keep it as fallback */
5813                         if (target_cpu == task_cpu(p))
5814                                 target_cpu = i;
5815                 }
5816         } else {
5817                 /*
5818                  * Find a cpu with sufficient capacity
5819                  */
5820 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHEDTUNE
5821                 bool boosted = schedtune_task_boost(p) > 0;
5822                 bool prefer_idle = schedtune_prefer_idle(p) > 0;
5823 #else
5824                 bool boosted = 0;
5825                 bool prefer_idle = 0;
5826 #endif
5827                 int tmp_target = find_best_target(p, boosted, prefer_idle);
5828                 if (tmp_target >= 0) {
5829                         target_cpu = tmp_target;
5830                         if ((boosted || prefer_idle) && idle_cpu(target_cpu))
5831                                 return target_cpu;
5832                 }
5833         }
5834
5835         if (target_cpu != task_cpu(p)) {
5836                 struct energy_env eenv = {
5837                         .util_delta     = task_util(p),
5838                         .src_cpu        = task_cpu(p),
5839                         .dst_cpu        = target_cpu,
5840                         .task           = p,
5841                 };
5842
5843                 /* Not enough spare capacity on previous cpu */
5844                 if (cpu_overutilized(task_cpu(p)))
5845                         return target_cpu;
5846
5847                 if (energy_diff(&eenv) >= 0)
5848                         return task_cpu(p);
5849         }
5850
5851         return target_cpu;
5852 }
5853
5854 /*
5855  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
5856  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
5857  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
5858  *
5859  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
5860  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
5861  *
5862  * Returns the target cpu number.
5863  *
5864  * preempt must be disabled.
5865  */
5866 static int
5867 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
5868 {
5869         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
5870         int cpu = smp_processor_id();
5871         int new_cpu = prev_cpu;
5872         int want_affine = 0;
5873         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
5874
5875         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5876                 want_affine = (!wake_wide(p) && task_fits_max(p, cpu) &&
5877                               cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) ||
5878                               energy_aware();
5879
5880         rcu_read_lock();
5881         for_each_domain(cpu, tmp) {
5882                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5883                         break;
5884
5885                 /*
5886                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
5887                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
5888                  */
5889                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
5890                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
5891                         affine_sd = tmp;
5892                         break;
5893                 }
5894
5895                 if (tmp->flags & sd_flag)
5896                         sd = tmp;
5897                 else if (!want_affine)
5898                         break;
5899         }
5900
5901         if (affine_sd) {
5902                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
5903                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
5904                         new_cpu = cpu;
5905         }
5906
5907         if (!sd) {
5908                 if (energy_aware() && !cpu_rq(cpu)->rd->overutilized)
5909                         new_cpu = energy_aware_wake_cpu(p, prev_cpu, sync);
5910                 else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
5911                         new_cpu = select_idle_sibling(p, new_cpu);
5912
5913         } else while (sd) {
5914                 struct sched_group *group;
5915                 int weight;
5916
5917                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5918                         sd = sd->child;
5919                         continue;
5920                 }
5921
5922                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5923                 if (!group) {
5924                         sd = sd->child;
5925                         continue;
5926                 }
5927
5928                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
5929                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
5930                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
5931                         sd = sd->child;
5932                         continue;
5933                 }
5934
5935                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
5936                 cpu = new_cpu;
5937                 weight = sd->span_weight;
5938                 sd = NULL;
5939                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5940                         if (weight <= tmp->span_weight)
5941                                 break;
5942                         if (tmp->flags & sd_flag)
5943                                 sd = tmp;
5944                 }
5945                 /* while loop will break here if sd == NULL */
5946         }
5947         rcu_read_unlock();
5948
5949         return new_cpu;
5950 }
5951
5952 /*
5953  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
5954  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
5955  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
5956  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
5957  */
5958 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
5959 {
5960         /*
5961          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
5962          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
5963          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
5964          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
5965          * load sounds not bad.
5966          */
5967         remove_entity_load_avg(&p->se);
5968
5969         /* Tell new CPU we are migrated */
5970         p->se.avg.last_update_time = 0;
5971
5972         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
5973         p->se.exec_start = 0;
5974 }
5975
5976 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
5977 {
5978         remove_entity_load_avg(&p->se);
5979 }
5980 #else
5981 #define task_fits_max(p, cpu) true
5982 #endif /* CONFIG_SMP */
5983
5984 static unsigned long
5985 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
5986 {
5987         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
5988
5989         /*
5990          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
5991          * to virtual-time in his units.
5992          *
5993          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
5994          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
5995          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
5996          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
5997          * be smaller, again penalizing the lighter task.
5998          *
5999          * This is especially important for buddies when the leftmost
6000          * task is higher priority than the buddy.
6001          */
6002         return calc_delta_fair(gran, se);
6003 }
6004
6005 /*
6006  * Should 'se' preempt 'curr'.
6007  *
6008  *             |s1
6009  *        |s2
6010  *   |s3
6011  *         g
6012  *      |<--->|c
6013  *
6014  *  w(c, s1) = -1
6015  *  w(c, s2) =  0
6016  *  w(c, s3) =  1
6017  *
6018  */
6019 static int
6020 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6021 {
6022         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6023
6024         if (vdiff <= 0)
6025                 return -1;
6026
6027         gran = wakeup_gran(curr, se);
6028         if (vdiff > gran)
6029                 return 1;
6030
6031         return 0;
6032 }
6033
6034 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6035 {
6036         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6037                 return;
6038
6039         for_each_sched_entity(se)
6040                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6041 }
6042
6043 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6044 {
6045         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6046                 return;
6047
6048         for_each_sched_entity(se)
6049                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6050 }
6051
6052 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6053 {
6054         for_each_sched_entity(se)
6055                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6056 }
6057
6058 /*
6059  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6060  */
6061 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6062 {
6063         struct task_struct *curr = rq->curr;
6064         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6065         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6066         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6067         int next_buddy_marked = 0;
6068
6069         if (unlikely(se == pse))
6070                 return;
6071
6072         /*
6073          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6074          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6075          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6076          * next-buddy nomination below.
6077          */
6078         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6079                 return;
6080
6081         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6082                 set_next_buddy(pse);
6083                 next_buddy_marked = 1;
6084         }
6085
6086         /*
6087          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6088          * wake up path.
6089          *
6090          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6091          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6092          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6093          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6094          * below.
6095          */
6096         if (test_tsk_need_resched(curr))
6097                 return;
6098
6099         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6100         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
6101             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
6102                 goto preempt;
6103
6104         /*
6105          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6106          * is driven by the tick):
6107          */
6108         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6109                 return;
6110
6111         find_matching_se(&se, &pse);
6112         update_curr(cfs_rq_of(se));
6113         BUG_ON(!pse);
6114         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6115                 /*
6116                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6117                  * triggering this preemption.
6118                  */
6119                 if (!next_buddy_marked)
6120                         set_next_buddy(pse);
6121                 goto preempt;
6122         }
6123
6124         return;
6125
6126 preempt:
6127         resched_curr(rq);
6128         /*
6129          * Only set the backward buddy when the current task is still
6130          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6131          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6132          * point, either of which can * drop the rq lock.
6133          *
6134          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6135          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6136          */
6137         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6138                 return;
6139
6140         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6141                 set_last_buddy(se);
6142 }
6143
6144 static struct task_struct *
6145 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6146 {
6147         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6148         struct sched_entity *se;
6149         struct task_struct *p;
6150         int new_tasks;
6151
6152 again:
6153 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6154         if (!cfs_rq->nr_running)
6155                 goto idle;
6156
6157         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6158                 goto simple;
6159
6160         /*
6161          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6162          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6163          *
6164          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6165          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6166          */
6167
6168         do {
6169                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6170
6171                 /*
6172                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6173                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6174                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6175                  * forget we've ever seen it.
6176                  */
6177                 if (curr) {
6178                         if (curr->on_rq)
6179                                 update_curr(cfs_rq);
6180                         else
6181                                 curr = NULL;
6182
6183                         /*
6184                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6185                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6186                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
6187                          * be correct.
6188                          */
6189                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
6190                                 goto simple;
6191                 }
6192
6193                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6194                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6195         } while (cfs_rq);
6196
6197         p = task_of(se);
6198
6199         /*
6200          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6201          * is a different task than we started out with, try and touch the
6202          * least amount of cfs_rqs.
6203          */
6204         if (prev != p) {
6205                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6206
6207                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6208                         int se_depth = se->depth;
6209                         int pse_depth = pse->depth;
6210
6211                         if (se_depth <= pse_depth) {
6212                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6213                                 pse = parent_entity(pse);
6214                         }
6215                         if (se_depth >= pse_depth) {
6216                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6217                                 se = parent_entity(se);
6218                         }
6219                 }
6220
6221                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6222                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6223         }
6224
6225         if (hrtick_enabled(rq))
6226                 hrtick_start_fair(rq, p);
6227
6228         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6229
6230         return p;
6231 simple:
6232         cfs_rq = &rq->cfs;
6233 #endif
6234
6235         if (!cfs_rq->nr_running)
6236                 goto idle;
6237
6238         put_prev_task(rq, prev);
6239
6240         do {
6241                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6242                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6243                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6244         } while (cfs_rq);
6245
6246         p = task_of(se);
6247
6248         if (hrtick_enabled(rq))
6249                 hrtick_start_fair(rq, p);
6250
6251         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6252
6253         return p;
6254
6255 idle:
6256         rq->misfit_task = 0;
6257         /*
6258          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
6259          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
6260          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
6261          * re-start the picking loop.
6262          */
6263         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
6264         new_tasks = idle_balance(rq);
6265         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
6266         /*
6267          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6268          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6269          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6270          */
6271         if (new_tasks < 0)
6272                 return RETRY_TASK;
6273
6274         if (new_tasks > 0)
6275                 goto again;
6276
6277         return NULL;
6278 }
6279
6280 /*
6281  * Account for a descheduled task:
6282  */
6283 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6284 {
6285         struct sched_entity *se = &prev->se;
6286         struct cfs_rq *cfs_rq;
6287
6288         for_each_sched_entity(se) {
6289                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6290                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6291         }
6292 }
6293
6294 /*
6295  * sched_yield() is very simple
6296  *
6297  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6298  */
6299 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6300 {
6301         struct task_struct *curr = rq->curr;
6302         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6303         struct sched_entity *se = &curr->se;
6304
6305         /*
6306          * Are we the only task in the tree?
6307          */
6308         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6309                 return;
6310
6311         clear_buddies(cfs_rq, se);
6312
6313         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6314                 update_rq_clock(rq);
6315                 /*
6316                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6317                  */
6318                 update_curr(cfs_rq);
6319                 /*
6320                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6321                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6322                  * and double the fastpath cost.
6323                  */
6324                 rq_clock_skip_update(rq, true);
6325         }
6326
6327         set_skip_buddy(se);
6328 }
6329
6330 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6331 {
6332         struct sched_entity *se = &p->se;
6333
6334         /* throttled hierarchies are not runnable */
6335         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6336                 return false;
6337
6338         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6339         set_next_buddy(se);
6340
6341         yield_task_fair(rq);
6342
6343         return true;
6344 }
6345
6346 #ifdef CONFIG_SMP
6347 /**************************************************
6348  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6349  *
6350  * BASICS
6351  *
6352  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6353  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6354  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6355  *
6356  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6357  *
6358  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
6359  * W_i,0 is defined as:
6360  *
6361  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6362  *
6363  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
6364  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
6365  *
6366  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6367  * weight:
6368  *
6369  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6370  *
6371  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
6372  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6373  * can also include other factors [XXX].
6374  *
6375  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6376  * directly from (1):
6377  *
6378  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6379  *
6380  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6381  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6382  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6383  *
6384  * [XXX expand on:
6385  *     - infeasible weights;
6386  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6387  *
6388  *
6389  * SCHED DOMAINS
6390  *
6391  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6392  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
6393  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6394  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
6395  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6396  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
6397  * the groups.
6398  *
6399  * This yields:
6400  *
6401  *     log_2 n     1     n
6402  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6403  *     i = 0      2^i   2^i
6404  *                               `- size of each group
6405  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
6406  *         |         `- freq
6407  *         `- sum over all levels
6408  *
6409  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6410  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6411  *
6412  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6413  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
6414  *
6415  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6416  *
6417  *             log_2 n     
6418  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6419  *             k = 0
6420  *
6421  * And you'll find that:
6422  *
6423  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6424  *
6425  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
6426  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6427  * of:
6428  *
6429  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6430  *
6431  *
6432  * WORK CONSERVING
6433  *
6434  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6435  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
6436  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6437  *
6438  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6439  * time.
6440  *
6441  * [XXX more?]
6442  *
6443  *
6444  * CGROUPS
6445  *
6446  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6447  *
6448  *                                s_k,i
6449  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6450  *                                 S_k
6451  *
6452  * Where
6453  *
6454  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6455  *
6456  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
6457  *
6458  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6459  * property.
6460  *
6461  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6462  *      rewrite all of this once again.]
6463  */ 
6464
6465 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6466
6467 enum fbq_type { regular, remote, all };
6468
6469 enum group_type {
6470         group_other = 0,
6471         group_misfit_task,
6472         group_imbalanced,
6473         group_overloaded,
6474 };
6475
6476 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
6477 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
6478 #define LBF_DST_PINNED  0x04
6479 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
6480
6481 struct lb_env {
6482         struct sched_domain     *sd;
6483
6484         struct rq               *src_rq;
6485         int                     src_cpu;
6486
6487         int                     dst_cpu;
6488         struct rq               *dst_rq;
6489
6490         struct cpumask          *dst_grpmask;
6491         int                     new_dst_cpu;
6492         enum cpu_idle_type      idle;
6493         long                    imbalance;
6494         unsigned int            src_grp_nr_running;
6495         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
6496         struct cpumask          *cpus;
6497
6498         unsigned int            flags;
6499
6500         unsigned int            loop;
6501         unsigned int            loop_break;
6502         unsigned int            loop_max;
6503
6504         enum fbq_type           fbq_type;
6505         enum group_type         busiest_group_type;
6506         struct list_head        tasks;
6507 };
6508
6509 /*
6510  * Is this task likely cache-hot:
6511  */
6512 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6513 {
6514         s64 delta;
6515
6516         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6517
6518         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6519                 return 0;
6520
6521         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
6522                 return 0;
6523
6524         /*
6525          * Buddy candidates are cache hot:
6526          */
6527         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
6528                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
6529                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
6530                 return 1;
6531
6532         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
6533                 return 1;
6534         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
6535                 return 0;
6536
6537         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
6538
6539         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
6540 }
6541
6542 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6543 /*
6544  * Returns 1, if task migration degrades locality
6545  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
6546  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
6547  */
6548 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6549 {
6550         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
6551         unsigned long src_faults, dst_faults;
6552         int src_nid, dst_nid;
6553
6554         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
6555                 return -1;
6556
6557         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
6558                 return -1;
6559
6560         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
6561         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
6562
6563         if (src_nid == dst_nid)
6564                 return -1;
6565
6566         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
6567         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
6568                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
6569                         return 1;
6570                 else
6571                         return -1;
6572         }
6573
6574         /* Encourage migration to the preferred node. */
6575         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
6576                 return 0;
6577
6578         if (numa_group) {
6579                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
6580                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
6581         } else {
6582                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
6583                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
6584         }
6585
6586         return dst_faults < src_faults;
6587 }
6588
6589 #else
6590 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
6591                                              struct lb_env *env)
6592 {
6593         return -1;
6594 }
6595 #endif
6596
6597 /*
6598  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
6599  */
6600 static
6601 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6602 {
6603         int tsk_cache_hot;
6604
6605         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6606
6607         /*
6608          * We do not migrate tasks that are:
6609          * 1) throttled_lb_pair, or
6610          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
6611          * 3) running (obviously), or
6612          * 4) are cache-hot on their current CPU.
6613          */
6614         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
6615                 return 0;
6616
6617         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6618                 int cpu;
6619
6620                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
6621
6622                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
6623
6624                 /*
6625                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
6626                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
6627                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
6628                  *
6629                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
6630                  * one in current iteration.
6631                  */
6632                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
6633                         return 0;
6634
6635                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6636                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
6637                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6638                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
6639                                 env->new_dst_cpu = cpu;
6640                                 break;
6641                         }
6642                 }
6643
6644                 return 0;
6645         }
6646
6647         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
6648         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
6649
6650         if (task_running(env->src_rq, p)) {
6651                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
6652                 return 0;
6653         }
6654
6655         /*
6656          * Aggressive migration if:
6657          * 1) destination numa is preferred
6658          * 2) task is cache cold, or
6659          * 3) too many balance attempts have failed.
6660          */
6661         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
6662         if (tsk_cache_hot == -1)
6663                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
6664
6665         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
6666             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
6667                 if (tsk_cache_hot == 1) {
6668                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
6669                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
6670                 }
6671                 return 1;
6672         }
6673
6674         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
6675         return 0;
6676 }
6677
6678 /*
6679  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
6680  */
6681 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6682 {
6683         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6684
6685         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
6686         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6687         double_lock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6688         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
6689         double_unlock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6690 }
6691
6692 /*
6693  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
6694  * part of active balancing operations within "domain".
6695  *
6696  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
6697  */
6698 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
6699 {
6700         struct task_struct *p, *n;
6701
6702         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6703
6704         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
6705                 if (!can_migrate_task(p, env))
6706                         continue;
6707
6708                 detach_task(p, env);
6709
6710                 /*
6711                  * Right now, this is only the second place where
6712                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
6713                  * so we can safely collect stats here rather than
6714                  * inside detach_tasks().
6715                  */
6716                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
6717                 return p;
6718         }
6719         return NULL;
6720 }
6721
6722 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
6723
6724 /*
6725  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
6726  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
6727  *
6728  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
6729  */
6730 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
6731 {
6732         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
6733         struct task_struct *p;
6734         unsigned long load;
6735         int detached = 0;
6736
6737         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6738
6739         if (env->imbalance <= 0)
6740                 return 0;
6741
6742         while (!list_empty(tasks)) {
6743                 /*
6744                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
6745                  * which could at worst lead to a livelock crash.
6746                  */
6747                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
6748                         break;
6749
6750                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6751
6752                 env->loop++;
6753                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
6754                 if (env->loop > env->loop_max)
6755                         break;
6756
6757                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
6758                 if (env->loop > env->loop_break) {
6759                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
6760                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
6761                         break;
6762                 }
6763
6764                 if (!can_migrate_task(p, env))
6765                         goto next;
6766
6767                 load = task_h_load(p);
6768
6769                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
6770                         goto next;
6771
6772                 if ((load / 2) > env->imbalance)
6773                         goto next;
6774
6775                 detach_task(p, env);
6776                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
6777
6778                 detached++;
6779                 env->imbalance -= load;
6780
6781 #ifdef CONFIG_PREEMPT
6782                 /*
6783                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
6784                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
6785                  * the critical section.
6786                  */
6787                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6788                         break;
6789 #endif
6790
6791                 /*
6792                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
6793                  * weighted load.
6794                  */
6795                 if (env->imbalance <= 0)
6796                         break;
6797
6798                 continue;
6799 next:
6800                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
6801         }
6802
6803         /*
6804          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
6805          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
6806          * than inside detach_one_task().
6807          */
6808         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
6809
6810         return detached;
6811 }
6812
6813 /*
6814  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
6815  */
6816 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6817 {
6818         lockdep_assert_held(&rq->lock);
6819
6820         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
6821         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6822         activate_task(rq, p, 0);
6823         check_preempt_curr(rq, p, 0);
6824 }
6825
6826 /*
6827  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
6828  * its new rq.
6829  */
6830 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6831 {
6832         raw_spin_lock(&rq->lock);
6833         attach_task(rq, p);
6834         /*
6835          * We want to potentially raise target_cpu's OPP.
6836          */
6837         update_capacity_of(cpu_of(rq));
6838         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6839 }
6840
6841 /*
6842  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
6843  * new rq.
6844  */
6845 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
6846 {
6847         struct list_head *tasks = &env->tasks;
6848         struct task_struct *p;
6849
6850         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
6851
6852         while (!list_empty(tasks)) {
6853                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6854                 list_del_init(&p->se.group_node);
6855
6856                 attach_task(env->dst_rq, p);
6857         }
6858
6859         /*
6860          * We want to potentially raise env.dst_cpu's OPP.
6861          */
6862         update_capacity_of(env->dst_cpu);
6863
6864         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
6865 }
6866
6867 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6868 static void update_blocked_averages(int cpu)
6869 {
6870         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6871         struct cfs_rq *cfs_rq;
6872         unsigned long flags;
6873
6874         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6875         update_rq_clock(rq);
6876
6877         /*
6878          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
6879          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
6880          */
6881         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
6882                 /* throttled entities do not contribute to load */
6883                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
6884                         continue;
6885
6886                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
6887                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
6888         }
6889         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6890 }
6891
6892 /*
6893  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
6894  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
6895  * group is a fraction of its parents load.
6896  */
6897 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
6898 {
6899         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
6900         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
6901         unsigned long now = jiffies;
6902         unsigned long load;
6903
6904         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6905                 return;
6906
6907         cfs_rq->h_load_next = NULL;
6908         for_each_sched_entity(se) {
6909                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6910                 cfs_rq->h_load_next = se;
6911                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6912                         break;
6913         }
6914
6915         if (!se) {
6916                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
6917                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6918         }
6919
6920         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
6921                 load = cfs_rq->h_load;
6922                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
6923                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6924                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6925                 cfs_rq->h_load = load;
6926                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6927         }
6928 }
6929
6930 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6931 {
6932         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
6933
6934         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
6935         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
6936                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6937 }
6938 #else
6939 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
6940 {
6941         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6942         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6943         unsigned long flags;
6944
6945         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6946         update_rq_clock(rq);
6947         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq);
6948         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6949 }
6950
6951 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6952 {
6953         return p->se.avg.load_avg;
6954 }
6955 #endif
6956
6957 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
6958
6959 /*
6960  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
6961  */
6962 struct sg_lb_stats {
6963         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
6964         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
6965         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
6966         unsigned long load_per_task;
6967         unsigned long group_capacity;
6968         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
6969         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
6970         unsigned int idle_cpus;
6971         unsigned int group_weight;
6972         enum group_type group_type;
6973         int group_no_capacity;
6974         int group_misfit_task; /* A cpu has a task too big for its capacity */
6975 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6976         unsigned int nr_numa_running;
6977         unsigned int nr_preferred_running;
6978 #endif
6979 };
6980
6981 /*
6982  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
6983  *               during load balancing.
6984  */
6985 struct sd_lb_stats {
6986         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
6987         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
6988         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
6989         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
6990         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
6991
6992         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
6993         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
6994 };
6995
6996 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
6997 {
6998         /*
6999          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7000          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7001          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7002          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7003          */
7004         *sds = (struct sd_lb_stats){
7005                 .busiest = NULL,
7006                 .local = NULL,
7007                 .total_load = 0UL,
7008                 .total_capacity = 0UL,
7009                 .busiest_stat = {
7010                         .avg_load = 0UL,
7011                         .sum_nr_running = 0,
7012                         .group_type = group_other,
7013                 },
7014         };
7015 }
7016
7017 /**
7018  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7019  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7020  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7021  *
7022  * Return: The load index.
7023  */
7024 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7025                                         enum cpu_idle_type idle)
7026 {
7027         int load_idx;
7028
7029         switch (idle) {
7030         case CPU_NOT_IDLE:
7031                 load_idx = sd->busy_idx;
7032                 break;
7033
7034         case CPU_NEWLY_IDLE:
7035                 load_idx = sd->newidle_idx;
7036                 break;
7037         default:
7038                 load_idx = sd->idle_idx;
7039                 break;
7040         }
7041
7042         return load_idx;
7043 }
7044
7045 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
7046 {
7047         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7048         u64 total, used, age_stamp, avg;
7049         s64 delta;
7050
7051         /*
7052          * Since we're reading these variables without serialization make sure
7053          * we read them once before doing sanity checks on them.
7054          */
7055         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
7056         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
7057         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
7058
7059         if (unlikely(delta < 0))
7060                 delta = 0;
7061
7062         total = sched_avg_period() + delta;
7063
7064         used = div_u64(avg, total);
7065
7066         /*
7067          * deadline bandwidth is defined at system level so we must
7068          * weight this bandwidth with the max capacity of the system.
7069          * As a reminder, avg_bw is 20bits width and
7070          * scale_cpu_capacity is 10 bits width
7071          */
7072         used += div_u64(rq->dl.avg_bw, arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu));
7073
7074         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
7075                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
7076
7077         return 1;
7078 }
7079
7080 void init_max_cpu_capacity(struct max_cpu_capacity *mcc)
7081 {
7082         raw_spin_lock_init(&mcc->lock);
7083         mcc->val = 0;
7084         mcc->cpu = -1;
7085 }
7086
7087 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7088 {
7089         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7090         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7091         struct max_cpu_capacity *mcc;
7092         unsigned long max_capacity;
7093         int max_cap_cpu;
7094         unsigned long flags;
7095
7096         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
7097
7098         mcc = &cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
7099
7100         raw_spin_lock_irqsave(&mcc->lock, flags);
7101         max_capacity = mcc->val;
7102         max_cap_cpu = mcc->cpu;
7103
7104         if ((max_capacity > capacity && max_cap_cpu == cpu) ||
7105             (max_capacity < capacity)) {
7106                 mcc->val = capacity;
7107                 mcc->cpu = cpu;
7108 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7109                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7110                 pr_info("CPU%d: update max cpu_capacity %lu\n", cpu, capacity);
7111                 goto skip_unlock;
7112 #endif
7113         }
7114         raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7115
7116 skip_unlock: __attribute__ ((unused));
7117         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
7118         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7119
7120         if (!capacity)
7121                 capacity = 1;
7122
7123         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7124         sdg->sgc->capacity = capacity;
7125         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7126 }
7127
7128 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7129 {
7130         struct sched_domain *child = sd->child;
7131         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7132         unsigned long capacity, max_capacity;
7133         unsigned long interval;
7134
7135         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7136         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7137         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7138
7139         if (!child) {
7140                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7141                 return;
7142         }
7143
7144         capacity = 0;
7145         max_capacity = 0;
7146
7147         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7148                 /*
7149                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7150                  * span the current group.
7151                  */
7152
7153                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
7154                         struct sched_group_capacity *sgc;
7155                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7156
7157                         /*
7158                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7159                          * gets here before we've attached the domains to the
7160                          * runqueues.
7161                          *
7162                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7163                          * in update_cpu_capacity().
7164                          *
7165                          * This avoids capacity from being 0 and
7166                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7167                          */
7168                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7169                                 capacity += capacity_of(cpu);
7170                         } else {
7171                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7172                                 capacity += sgc->capacity;
7173                         }
7174
7175                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7176                 }
7177         } else  {
7178                 /*
7179                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7180                  * span the current group.
7181                  */ 
7182
7183                 group = child->groups;
7184                 do {
7185                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7186
7187                         capacity += sgc->capacity;
7188                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7189                         group = group->next;
7190                 } while (group != child->groups);
7191         }
7192
7193         sdg->sgc->capacity = capacity;
7194         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7195 }
7196
7197 /*
7198  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7199  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7200  * Return true is the capacity is reduced
7201  */
7202 static inline int
7203 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7204 {
7205         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7206                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7207 }
7208
7209 /*
7210  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7211  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
7212  *
7213  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
7214  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
7215  * Something like:
7216  *
7217  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7218  *              *     * * *
7219  *
7220  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7221  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7222  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
7223  *
7224  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7225  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7226  * moving tasks due to affinity constraints.
7227  *
7228  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7229  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7230  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7231  * to create an effective group imbalance.
7232  *
7233  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7234  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7235  * subtle and fragile situation.
7236  */
7237
7238 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7239 {
7240         return group->sgc->imbalance;
7241 }
7242
7243 /*
7244  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7245  * be used by some tasks.
7246  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7247  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7248  * available capacity for CFS tasks.
7249  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7250  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7251  * capacity in meaningful for the load balancer.
7252  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7253  * any benefit for the load balance.
7254  */
7255 static inline bool
7256 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7257 {
7258         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7259                 return true;
7260
7261         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7262                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7263                 return true;
7264
7265         return false;
7266 }
7267
7268 /*
7269  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7270  *  handle.
7271  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7272  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7273  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7274  *  false.
7275  */
7276 static inline bool
7277 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7278 {
7279         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7280                 return false;
7281
7282         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7283                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7284                 return true;
7285
7286         return false;
7287 }
7288
7289
7290 /*
7291  * group_smaller_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7292  * per-cpu capacity than sched_group ref.
7293  */
7294 static inline bool
7295 group_smaller_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7296 {
7297         return sg->sgc->max_capacity + capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE <
7298                                                         ref->sgc->max_capacity;
7299 }
7300
7301 static inline enum
7302 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7303                           struct sg_lb_stats *sgs)
7304 {
7305         if (sgs->group_no_capacity)
7306                 return group_overloaded;
7307
7308         if (sg_imbalanced(group))
7309                 return group_imbalanced;
7310
7311         if (sgs->group_misfit_task)
7312                 return group_misfit_task;
7313
7314         return group_other;
7315 }
7316
7317 /**
7318  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7319  * @env: The load balancing environment.
7320  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7321  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
7322  * @local_group: Does group contain this_cpu.
7323  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7324  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
7325  * @overutilized: Indicate overutilization for any CPU.
7326  */
7327 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7328                         struct sched_group *group, int load_idx,
7329                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
7330                         bool *overload, bool *overutilized)
7331 {
7332         unsigned long load;
7333         int i, nr_running;
7334
7335         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7336
7337         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7338                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7339
7340                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
7341                 if (local_group)
7342                         load = target_load(i, load_idx);
7343                 else
7344                         load = source_load(i, load_idx);
7345
7346                 sgs->group_load += load;
7347                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7348                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7349
7350                 nr_running = rq->nr_running;
7351                 if (nr_running > 1)
7352                         *overload = true;
7353
7354 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7355                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7356                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7357 #endif
7358                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
7359                 /*
7360                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
7361                  */
7362                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
7363                         sgs->idle_cpus++;
7364
7365                 if (cpu_overutilized(i)) {
7366                         *overutilized = true;
7367                         if (!sgs->group_misfit_task && rq->misfit_task)
7368                                 sgs->group_misfit_task = capacity_of(i);
7369                 }
7370         }
7371
7372         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
7373         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7374         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
7375
7376         if (sgs->sum_nr_running)
7377                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
7378
7379         sgs->group_weight = group->group_weight;
7380
7381         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
7382         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
7383 }
7384
7385 /**
7386  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7387  * @env: The load balancing environment.
7388  * @sds: sched_domain statistics
7389  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7390  * @sgs: sched_group statistics
7391  *
7392  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7393  * busiest group.
7394  *
7395  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7396  * busiest group. %false otherwise.
7397  */
7398 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7399                                    struct sd_lb_stats *sds,
7400                                    struct sched_group *sg,
7401                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7402 {
7403         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7404
7405         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
7406                 return true;
7407
7408         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
7409                 return false;
7410
7411         /*
7412          * Candidate sg doesn't face any serious load-balance problems
7413          * so don't pick it if the local sg is already filled up.
7414          */
7415         if (sgs->group_type == group_other &&
7416             !group_has_capacity(env, &sds->local_stat))
7417                 return false;
7418
7419         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
7420                 return false;
7421
7422         /*
7423          * Candiate sg has no more than one task per cpu and has higher
7424          * per-cpu capacity. No reason to pull tasks to less capable cpus.
7425          */
7426         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
7427             group_smaller_cpu_capacity(sds->local, sg))
7428                 return false;
7429
7430         /* This is the busiest node in its class. */
7431         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7432                 return true;
7433
7434         /*
7435          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
7436          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
7437          * higher than ourself as busy.
7438          */
7439         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
7440                 if (!sds->busiest)
7441                         return true;
7442
7443                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
7444                         return true;
7445         }
7446
7447         return false;
7448 }
7449
7450 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7451 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7452 {
7453         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
7454                 return regular;
7455         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
7456                 return remote;
7457         return all;
7458 }
7459
7460 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7461 {
7462         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
7463                 return regular;
7464         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
7465                 return remote;
7466         return all;
7467 }
7468 #else
7469 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7470 {
7471         return all;
7472 }
7473
7474 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7475 {
7476         return regular;
7477 }
7478 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7479
7480 /**
7481  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
7482  * @env: The load balancing environment.
7483  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
7484  */
7485 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7486 {
7487         struct sched_domain *child = env->sd->child;
7488         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7489         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
7490         int load_idx, prefer_sibling = 0;
7491         bool overload = false, overutilized = false;
7492
7493         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
7494                 prefer_sibling = 1;
7495
7496         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
7497
7498         do {
7499                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
7500                 int local_group;
7501
7502                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
7503                 if (local_group) {
7504                         sds->local = sg;
7505                         sgs = &sds->local_stat;
7506
7507                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
7508                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
7509                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
7510                 }
7511
7512                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
7513                                                 &overload, &overutilized);
7514
7515                 if (local_group)
7516                         goto next_group;
7517
7518                 /*
7519                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
7520                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
7521                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
7522                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
7523                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
7524                  * you always pull from the heaviest group when it is already
7525                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
7526                  * the tasks on the system).
7527                  */
7528                 if (prefer_sibling && sds->local &&
7529                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
7530                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
7531                         sgs->group_no_capacity = 1;
7532                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
7533                 }
7534
7535                 /*
7536                  * Ignore task groups with misfit tasks if local group has no
7537                  * capacity or if per-cpu capacity isn't higher.
7538                  */
7539                 if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
7540                     (!group_has_capacity(env, &sds->local_stat) ||
7541                      !group_smaller_cpu_capacity(sg, sds->local)))
7542                         sgs->group_type = group_other;
7543
7544                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
7545                         sds->busiest = sg;
7546                         sds->busiest_stat = *sgs;
7547                 }
7548
7549 next_group:
7550                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
7551                 sds->total_load += sgs->group_load;
7552                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
7553
7554                 sg = sg->next;
7555         } while (sg != env->sd->groups);
7556
7557         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
7558                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
7559
7560         env->src_grp_nr_running = sds->busiest_stat.sum_nr_running;
7561
7562         if (!env->sd->parent) {
7563                 /* update overload indicator if we are at root domain */
7564                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
7565                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
7566
7567                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
7568                 if (env->dst_rq->rd->overutilized != overutilized) {
7569                         env->dst_rq->rd->overutilized = overutilized;
7570                         trace_sched_overutilized(overutilized);
7571                 }
7572         } else {
7573                 if (!env->dst_rq->rd->overutilized && overutilized) {
7574                         env->dst_rq->rd->overutilized = true;
7575                         trace_sched_overutilized(true);
7576                 }
7577         }
7578
7579 }
7580
7581 /**
7582  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
7583  *                      sched doman.
7584  *
7585  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
7586  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
7587  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
7588  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
7589  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
7590  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
7591  *
7592  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
7593  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
7594  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
7595  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
7596  * number.
7597  *
7598  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
7599  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
7600  *
7601  * @env: The load balancing environment.
7602  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
7603  */
7604 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7605 {
7606         int busiest_cpu;
7607
7608         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7609                 return 0;
7610
7611         if (!sds->busiest)
7612                 return 0;
7613
7614         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
7615         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
7616                 return 0;
7617
7618         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
7619                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
7620                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
7621
7622         return 1;
7623 }
7624
7625 /**
7626  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
7627  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
7628  *                      load balancing.
7629  * @env: The load balancing environment.
7630  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7631  */
7632 static inline
7633 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7634 {
7635         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
7636         unsigned int imbn = 2;
7637         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
7638         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7639
7640         local = &sds->local_stat;
7641         busiest = &sds->busiest_stat;
7642
7643         if (!local->sum_nr_running)
7644                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
7645         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
7646                 imbn = 1;
7647
7648         scaled_busy_load_per_task =
7649                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7650                 busiest->group_capacity;
7651
7652         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
7653             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
7654                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7655                 return;
7656         }
7657
7658         /*
7659          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
7660          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
7661          * moving them.
7662          */
7663
7664         capa_now += busiest->group_capacity *
7665                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
7666         capa_now += local->group_capacity *
7667                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
7668         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7669
7670         /* Amount of load we'd subtract */
7671         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
7672                 capa_move += busiest->group_capacity *
7673                             min(busiest->load_per_task,
7674                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
7675         }
7676
7677         /* Amount of load we'd add */
7678         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
7679             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7680                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
7681                       local->group_capacity;
7682         } else {
7683                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7684                       local->group_capacity;
7685         }
7686         capa_move += local->group_capacity *
7687                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
7688         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7689
7690         /* Move if we gain throughput */
7691         if (capa_move > capa_now)
7692                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7693 }
7694
7695 /**
7696  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
7697  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
7698  * @env: load balance environment
7699  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7700  */
7701 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7702 {
7703         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
7704         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7705
7706         local = &sds->local_stat;
7707         busiest = &sds->busiest_stat;
7708
7709         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
7710                 /*
7711                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
7712                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
7713                  */
7714                 busiest->load_per_task =
7715                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
7716         }
7717
7718         /*
7719          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
7720          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
7721          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
7722          */
7723         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
7724             local->avg_load >= sds->avg_load) {
7725                 /* Misfitting tasks should be migrated in any case */
7726                 if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7727                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task;
7728                         return;
7729                 }
7730
7731                 /*
7732                  * Busiest group is overloaded, local is not, use the spare
7733                  * cycles to maximize throughput
7734                  */
7735                 if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7736                     local->group_type <= group_misfit_task) {
7737                         env->imbalance = busiest->load_per_task;
7738                         return;
7739                 }
7740
7741                 env->imbalance = 0;
7742                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7743         }
7744
7745         /*
7746          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
7747          */
7748         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7749             local->group_type   == group_overloaded) {
7750                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
7751                                         SCHED_LOAD_SCALE;
7752                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
7753                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
7754                 else
7755                         load_above_capacity = ~0UL;
7756         }
7757
7758         /*
7759          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
7760          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
7761          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
7762          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
7763          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
7764          * for the minimum possible imbalance.
7765          */
7766         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
7767
7768         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
7769         env->imbalance = min(
7770                 max_pull * busiest->group_capacity,
7771                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
7772         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
7773
7774         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
7775         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
7776                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
7777                                      busiest->group_misfit_task);
7778
7779         /*
7780          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
7781          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
7782          * a think about bumping its value to force at least one task to be
7783          * moved
7784          */
7785         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
7786                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7787 }
7788
7789 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
7790
7791 /**
7792  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
7793  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
7794  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
7795  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
7796  * such a group exists.
7797  *
7798  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
7799  * to restore balance.
7800  *
7801  * @env: The load balancing environment.
7802  *
7803  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
7804  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
7805  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
7806  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
7807  */
7808 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
7809 {
7810         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7811         struct sd_lb_stats sds;
7812
7813         init_sd_lb_stats(&sds);
7814
7815         /*
7816          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
7817          * this level.
7818          */
7819         update_sd_lb_stats(env, &sds);
7820
7821         if (energy_aware() && !env->dst_rq->rd->overutilized)
7822                 goto out_balanced;
7823
7824         local = &sds.local_stat;
7825         busiest = &sds.busiest_stat;
7826
7827         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
7828         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
7829             check_asym_packing(env, &sds))
7830                 return sds.busiest;
7831
7832         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
7833         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
7834                 goto out_balanced;
7835
7836         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
7837                                                 / sds.total_capacity;
7838
7839         /*
7840          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
7841          * work because they assume all things are equal, which typically
7842          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
7843          */
7844         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
7845                 goto force_balance;
7846
7847         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
7848         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
7849             busiest->group_no_capacity)
7850                 goto force_balance;
7851
7852         /* Misfitting tasks should be dealt with regardless of the avg load */
7853         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7854                 goto force_balance;
7855         }
7856
7857         /*
7858          * If the local group is busier than the selected busiest group
7859          * don't try and pull any tasks.
7860          */
7861         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
7862                 goto out_balanced;
7863
7864         /*
7865          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
7866          * average load.
7867          */
7868         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
7869                 goto out_balanced;
7870
7871         if (env->idle == CPU_IDLE) {
7872                 /*
7873                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
7874                  * and there is no imbalance between this and busiest group
7875                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
7876                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
7877                  * might end up to just move the imbalance on another group
7878                  */
7879                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
7880                     (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)) &&
7881                     !group_smaller_cpu_capacity(sds.busiest, sds.local))
7882                         goto out_balanced;
7883         } else {
7884                 /*
7885                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
7886                  * imbalance_pct to be conservative.
7887                  */
7888                 if (100 * busiest->avg_load <=
7889                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
7890                         goto out_balanced;
7891         }
7892
7893 force_balance:
7894         env->busiest_group_type = busiest->group_type;
7895         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
7896         calculate_imbalance(env, &sds);
7897         return sds.busiest;
7898
7899 out_balanced:
7900         env->imbalance = 0;
7901         return NULL;
7902 }
7903
7904 /*
7905  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
7906  */
7907 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
7908                                      struct sched_group *group)
7909 {
7910         struct rq *busiest = NULL, *rq;
7911         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
7912         int i;
7913
7914         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7915                 unsigned long capacity, wl;
7916                 enum fbq_type rt;
7917
7918                 rq = cpu_rq(i);
7919                 rt = fbq_classify_rq(rq);
7920
7921                 /*
7922                  * We classify groups/runqueues into three groups:
7923                  *  - regular: there are !numa tasks
7924                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
7925                  *  - all:     there is no distinction
7926                  *
7927                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
7928                  * ignore those when there's better options.
7929                  *
7930                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
7931                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
7932                  * queue by moving tasks around inside the node.
7933                  *
7934                  * If we cannot move enough load due to this classification
7935                  * the next pass will adjust the group classification and
7936                  * allow migration of more tasks.
7937                  *
7938                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
7939                  */
7940                 if (rt > env->fbq_type)
7941                         continue;
7942
7943                 capacity = capacity_of(i);
7944
7945                 wl = weighted_cpuload(i);
7946
7947                 /*
7948                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
7949                  * which is not scaled with the cpu capacity.
7950                  */
7951
7952                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
7953                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd) &&
7954                     env->busiest_group_type != group_misfit_task)
7955                         continue;
7956
7957                 /*
7958                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
7959                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
7960                  * that the load can be moved away from the cpu that is
7961                  * potentially running at a lower capacity.
7962                  *
7963                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
7964                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
7965                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
7966                  * our previous maximum.
7967                  */
7968                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
7969                         busiest_load = wl;
7970                         busiest_capacity = capacity;
7971                         busiest = rq;
7972                 }
7973         }
7974
7975         return busiest;
7976 }
7977
7978 /*
7979  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
7980  * so long as it is large enough.
7981  */
7982 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
7983
7984 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
7985 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7986
7987 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
7988 {
7989         struct sched_domain *sd = env->sd;
7990
7991         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
7992
7993                 /*
7994                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
7995                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
7996                  * lowest numbered CPUs.
7997                  */
7998                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
7999                         return 1;
8000         }
8001
8002         /*
8003          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8004          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8005          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8006          * available on dst_cpu.
8007          */
8008         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8009             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8010                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8011                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8012                         return 1;
8013         }
8014
8015         if ((capacity_of(env->src_cpu) < capacity_of(env->dst_cpu)) &&
8016                                 env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1 &&
8017                                 cpu_overutilized(env->src_cpu) &&
8018                                 !cpu_overutilized(env->dst_cpu)) {
8019                         return 1;
8020         }
8021
8022         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8023 }
8024
8025 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8026
8027 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8028 {
8029         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8030         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
8031         int cpu, balance_cpu = -1;
8032
8033         /*
8034          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
8035          * to do the newly idle load balance.
8036          */
8037         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8038                 return 1;
8039
8040         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
8041         sg_mask = sched_group_mask(sg);
8042         /* Try to find first idle cpu */
8043         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
8044                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
8045                         continue;
8046
8047                 balance_cpu = cpu;
8048                 break;
8049         }
8050
8051         if (balance_cpu == -1)
8052                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8053
8054         /*
8055          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
8056          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8057          */
8058         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8059 }
8060
8061 /*
8062  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8063  * tasks if there is an imbalance.
8064  */
8065 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8066                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8067                         int *continue_balancing)
8068 {
8069         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8070         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8071         struct sched_group *group;
8072         struct rq *busiest;
8073         unsigned long flags;
8074         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8075
8076         struct lb_env env = {
8077                 .sd             = sd,
8078                 .dst_cpu        = this_cpu,
8079                 .dst_rq         = this_rq,
8080                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
8081                 .idle           = idle,
8082                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8083                 .cpus           = cpus,
8084                 .fbq_type       = all,
8085                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8086         };
8087
8088         /*
8089          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
8090          * other cpus in our group
8091          */
8092         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8093                 env.dst_grpmask = NULL;
8094
8095         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
8096
8097         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
8098
8099 redo:
8100         if (!should_we_balance(&env)) {
8101                 *continue_balancing = 0;
8102                 goto out_balanced;
8103         }
8104
8105         group = find_busiest_group(&env);
8106         if (!group) {
8107                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
8108                 goto out_balanced;
8109         }
8110
8111         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8112         if (!busiest) {
8113                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
8114                 goto out_balanced;
8115         }
8116
8117         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8118
8119         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8120
8121         env.src_cpu = busiest->cpu;
8122         env.src_rq = busiest;
8123
8124         ld_moved = 0;
8125         if (busiest->nr_running > 1) {
8126                 /*
8127                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8128                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8129                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8130                  * correctly treated as an imbalance.
8131                  */
8132                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8133                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8134
8135 more_balance:
8136                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8137
8138                 /*
8139                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8140                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8141                  */
8142                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8143                 /*
8144                  * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8145                  */
8146                 if (cur_ld_moved)
8147                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8148
8149                 /*
8150                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8151                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8152                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8153                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8154                  * See task_rq_lock() family for the details.
8155                  */
8156
8157                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
8158
8159                 if (cur_ld_moved) {
8160                         attach_tasks(&env);
8161                         ld_moved += cur_ld_moved;
8162                 }
8163
8164                 local_irq_restore(flags);
8165
8166                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8167                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8168                         goto more_balance;
8169                 }
8170
8171                 /*
8172                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8173                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8174                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8175                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
8176                  * sched_group.
8177                  *
8178                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8179                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8180                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8181                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8182                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8183                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8184                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8185                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8186                  * This however should not happen so much in practice and
8187                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8188                  * excess load moved.
8189                  */
8190                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8191
8192                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
8193                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8194
8195                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8196                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8197                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8198                         env.loop         = 0;
8199                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8200
8201                         /*
8202                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8203                          * need to continue with same src_cpu.
8204                          */
8205                         goto more_balance;
8206                 }
8207
8208                 /*
8209                  * We failed to reach balance because of affinity.
8210                  */
8211                 if (sd_parent) {
8212                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8213
8214                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8215                                 *group_imbalance = 1;
8216                 }
8217
8218                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8219                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8220                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8221                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
8222                                 env.loop = 0;
8223                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8224                                 goto redo;
8225                         }
8226                         goto out_all_pinned;
8227                 }
8228         }
8229
8230         if (!ld_moved) {
8231                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
8232                 /*
8233                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8234                  * We do not want newidle balance, which can be very
8235                  * frequent, pollute the failure counter causing
8236                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8237                  */
8238                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8239                         if (env.src_grp_nr_running > 1)
8240                                 sd->nr_balance_failed++;
8241
8242                 if (need_active_balance(&env)) {
8243                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8244
8245                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8246                          * if the curr task on busiest cpu can't be
8247                          * moved to this_cpu
8248                          */
8249                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
8250                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
8251                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8252                                                             flags);
8253                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8254                                 goto out_one_pinned;
8255                         }
8256
8257                         /*
8258                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8259                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8260                          * only after active load balance is finished.
8261                          */
8262                         if (!busiest->active_balance) {
8263                                 busiest->active_balance = 1;
8264                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8265                                 active_balance = 1;
8266                         }
8267                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8268
8269                         if (active_balance) {
8270                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8271                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8272                                         &busiest->active_balance_work);
8273                         }
8274
8275                         /*
8276                          * We've kicked active balancing, reset the failure
8277                          * counter.
8278                          */
8279                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8280                 }
8281         } else
8282                 sd->nr_balance_failed = 0;
8283
8284         if (likely(!active_balance)) {
8285                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8286                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8287         } else {
8288                 /*
8289                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
8290                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
8291                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
8292                  * detach_tasks).
8293                  */
8294                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
8295                         sd->balance_interval *= 2;
8296         }
8297
8298         goto out;
8299
8300 out_balanced:
8301         /*
8302          * We reach balance although we may have faced some affinity
8303          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
8304          */
8305         if (sd_parent) {
8306                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8307
8308                 if (*group_imbalance)
8309                         *group_imbalance = 0;
8310         }
8311
8312 out_all_pinned:
8313         /*
8314          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
8315          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
8316          * can try to migrate them.
8317          */
8318         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
8319
8320         sd->nr_balance_failed = 0;
8321
8322 out_one_pinned:
8323         /* tune up the balancing interval */
8324         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
8325                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
8326                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
8327                 sd->balance_interval *= 2;
8328
8329         ld_moved = 0;
8330 out:
8331         return ld_moved;
8332 }
8333
8334 static inline unsigned long
8335 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
8336 {
8337         unsigned long interval = sd->balance_interval;
8338
8339         if (cpu_busy)
8340                 interval *= sd->busy_factor;
8341
8342         /* scale ms to jiffies */
8343         interval = msecs_to_jiffies(interval);
8344         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8345
8346         return interval;
8347 }
8348
8349 static inline void
8350 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
8351 {
8352         unsigned long interval, next;
8353
8354         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
8355         next = sd->last_balance + interval;
8356
8357         if (time_after(*next_balance, next))
8358                 *next_balance = next;
8359 }
8360
8361 /*
8362  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
8363  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
8364  */
8365 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
8366 {
8367         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
8368         int this_cpu = this_rq->cpu;
8369         struct sched_domain *sd;
8370         int pulled_task = 0;
8371         u64 curr_cost = 0;
8372         long removed_util=0;
8373
8374         idle_enter_fair(this_rq);
8375
8376         /*
8377          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
8378          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
8379          */
8380         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
8381
8382         if (!energy_aware() &&
8383             (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
8384              !this_rq->rd->overload)) {
8385                 rcu_read_lock();
8386                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
8387                 if (sd)
8388                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8389                 rcu_read_unlock();
8390
8391                 goto out;
8392         }
8393
8394         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
8395
8396         /*
8397          * If removed_util_avg is !0 we most probably migrated some task away
8398          * from this_cpu. In this case we might be willing to trigger an OPP
8399          * update, but we want to do so if we don't find anybody else to pull
8400          * here (we will trigger an OPP update with the pulled task's enqueue
8401          * anyway).
8402          *
8403          * Record removed_util before calling update_blocked_averages, and use
8404          * it below (before returning) to see if an OPP update is required.
8405          */
8406         removed_util = atomic_long_read(&(this_rq->cfs).removed_util_avg);
8407         update_blocked_averages(this_cpu);
8408         rcu_read_lock();
8409         for_each_domain(this_cpu, sd) {
8410                 int continue_balancing = 1;
8411                 u64 t0, domain_cost;
8412
8413                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8414                         continue;
8415
8416                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
8417                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8418                         break;
8419                 }
8420
8421                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
8422                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
8423
8424                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
8425                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
8426                                                    &continue_balancing);
8427
8428                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
8429                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
8430                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
8431
8432                         curr_cost += domain_cost;
8433                 }
8434
8435                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8436
8437                 /*
8438                  * Stop searching for tasks to pull if there are
8439                  * now runnable tasks on this rq.
8440                  */
8441                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
8442                         break;
8443         }
8444         rcu_read_unlock();
8445
8446         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
8447
8448         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
8449                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
8450
8451         /*
8452          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
8453          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
8454          * pretend we pulled a task.
8455          */
8456         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
8457                 pulled_task = 1;
8458
8459 out:
8460         /* Move the next balance forward */
8461         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
8462                 this_rq->next_balance = next_balance;
8463
8464         /* Is there a task of a high priority class? */
8465         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
8466                 pulled_task = -1;
8467
8468         if (pulled_task) {
8469                 idle_exit_fair(this_rq);
8470                 this_rq->idle_stamp = 0;
8471         } else if (removed_util) {
8472                 /*
8473                  * No task pulled and someone has been migrated away.
8474                  * Good case to trigger an OPP update.
8475                  */
8476                 update_capacity_of(this_cpu);
8477         }
8478
8479         return pulled_task;
8480 }
8481
8482 /*
8483  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
8484  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
8485  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
8486  * avoids physical / logical imbalances.
8487  */
8488 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
8489 {
8490         struct rq *busiest_rq = data;
8491         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
8492         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
8493         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
8494         struct sched_domain *sd;
8495         struct task_struct *p = NULL;
8496
8497         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
8498
8499         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
8500         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
8501                      !busiest_rq->active_balance))
8502                 goto out_unlock;
8503
8504         /* Is there any task to move? */
8505         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
8506                 goto out_unlock;
8507
8508         /*
8509          * This condition is "impossible", if it occurs
8510          * we need to fix it. Originally reported by
8511          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
8512          */
8513         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
8514
8515         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
8516         rcu_read_lock();
8517         for_each_domain(target_cpu, sd) {
8518                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
8519                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
8520                                 break;
8521         }
8522
8523         if (likely(sd)) {
8524                 struct lb_env env = {
8525                         .sd             = sd,
8526                         .dst_cpu        = target_cpu,
8527                         .dst_rq         = target_rq,
8528                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
8529                         .src_rq         = busiest_rq,
8530                         .idle           = CPU_IDLE,
8531                 };
8532
8533                 schedstat_inc(sd, alb_count);
8534
8535                 p = detach_one_task(&env);
8536                 if (p) {
8537                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
8538                         /*
8539                          * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8540                          */
8541                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8542                 }
8543                 else
8544                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
8545         }
8546         rcu_read_unlock();
8547 out_unlock:
8548         busiest_rq->active_balance = 0;
8549         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
8550
8551         if (p)
8552                 attach_one_task(target_rq, p);
8553
8554         local_irq_enable();
8555
8556         return 0;
8557 }
8558
8559 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
8560 {
8561         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
8562 }
8563
8564 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8565 /*
8566  * idle load balancing details
8567  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
8568  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
8569  *   load balancing for all the idle CPUs.
8570  */
8571 static struct {
8572         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
8573         atomic_t nr_cpus;
8574         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
8575 } nohz ____cacheline_aligned;
8576
8577 static inline int find_new_ilb(void)
8578 {
8579         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
8580
8581         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
8582                 return ilb;
8583
8584         return nr_cpu_ids;
8585 }
8586
8587 /*
8588  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
8589  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
8590  * CPU (if there is one).
8591  */
8592 static void nohz_balancer_kick(void)
8593 {
8594         int ilb_cpu;
8595
8596         nohz.next_balance++;
8597
8598         ilb_cpu = find_new_ilb();
8599
8600         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
8601                 return;
8602
8603         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
8604                 return;
8605         /*
8606          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
8607          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
8608          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
8609          * will be run before returning from the IPI.
8610          */
8611         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
8612         return;
8613 }
8614
8615 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
8616 {
8617         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
8618                 /*
8619                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
8620                  */
8621                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
8622                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8623                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
8624                 }
8625                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8626         }
8627 }
8628
8629 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
8630 {
8631         struct sched_domain *sd;
8632         int cpu = smp_processor_id();
8633
8634         rcu_read_lock();
8635         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8636
8637         if (!sd || !sd->nohz_idle)
8638                 goto unlock;
8639         sd->nohz_idle = 0;
8640
8641         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8642 unlock:
8643         rcu_read_unlock();
8644 }
8645
8646 void set_cpu_sd_state_idle(void)
8647 {
8648         struct sched_domain *sd;
8649         int cpu = smp_processor_id();
8650
8651         rcu_read_lock();
8652         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8653
8654         if (!sd || sd->nohz_idle)
8655                 goto unlock;
8656         sd->nohz_idle = 1;
8657
8658         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8659 unlock:
8660         rcu_read_unlock();
8661 }
8662
8663 /*
8664  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
8665  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
8666  */
8667 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
8668 {
8669         /*
8670          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
8671          */
8672         if (!cpu_active(cpu))
8673                 return;
8674
8675         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
8676                 return;
8677
8678         /*
8679          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
8680          */
8681         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
8682                 return;
8683
8684         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8685         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
8686         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8687 }
8688
8689 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
8690                                         unsigned long action, void *hcpu)
8691 {
8692         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
8693         case CPU_DYING:
8694                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
8695                 return NOTIFY_OK;
8696         default:
8697                 return NOTIFY_DONE;
8698         }
8699 }
8700 #endif
8701
8702 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
8703
8704 /*
8705  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
8706  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
8707  */
8708 void update_max_interval(void)
8709 {
8710         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
8711 }
8712
8713 /*
8714  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
8715  * and initiates a balancing operation if so.
8716  *
8717  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
8718  */
8719 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
8720 {
8721         int continue_balancing = 1;
8722         int cpu = rq->cpu;
8723         unsigned long interval;
8724         struct sched_domain *sd;
8725         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8726         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8727         int update_next_balance = 0;
8728         int need_serialize, need_decay = 0;
8729         u64 max_cost = 0;
8730
8731         update_blocked_averages(cpu);
8732
8733         rcu_read_lock();
8734         for_each_domain(cpu, sd) {
8735                 /*
8736                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
8737                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
8738                  */
8739                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
8740                         sd->max_newidle_lb_cost =
8741                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
8742                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
8743                         need_decay = 1;
8744                 }
8745                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
8746
8747                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8748                         continue;
8749
8750                 /*
8751                  * Stop the load balance at this level. There is another
8752                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
8753                  * actively.
8754                  */
8755                 if (!continue_balancing) {
8756                         if (need_decay)
8757                                 continue;
8758                         break;
8759                 }
8760
8761                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8762
8763                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
8764                 if (need_serialize) {
8765                         if (!spin_trylock(&balancing))
8766                                 goto out;
8767                 }
8768
8769                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
8770                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
8771                                 /*
8772                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
8773                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
8774                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
8775                                  */
8776                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8777                         }
8778                         sd->last_balance = jiffies;
8779                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8780                 }
8781                 if (need_serialize)
8782                         spin_unlock(&balancing);
8783 out:
8784                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
8785                         next_balance = sd->last_balance + interval;
8786                         update_next_balance = 1;
8787                 }
8788         }
8789         if (need_decay) {
8790                 /*
8791                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
8792                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
8793                  */
8794                 rq->max_idle_balance_cost =
8795                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
8796         }
8797         rcu_read_unlock();
8798
8799         /*
8800          * next_balance will be updated only when there is a need.
8801          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
8802          * updated.
8803          */
8804         if (likely(update_next_balance)) {
8805                 rq->next_balance = next_balance;
8806
8807 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8808                 /*
8809                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
8810                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
8811                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
8812                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
8813                  * balance for itself and we need to update the
8814                  * nohz.next_balance accordingly.
8815                  */
8816                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
8817                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
8818 #endif
8819         }
8820 }
8821
8822 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8823 /*
8824  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
8825  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
8826  */
8827 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
8828 {
8829         int this_cpu = this_rq->cpu;
8830         struct rq *rq;
8831         int balance_cpu;
8832         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8833         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8834         int update_next_balance = 0;
8835
8836         if (idle != CPU_IDLE ||
8837             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
8838                 goto end;
8839
8840         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
8841                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
8842                         continue;
8843
8844                 /*
8845                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
8846                  * work being done for other cpus. Next load
8847                  * balancing owner will pick it up.
8848                  */
8849                 if (need_resched())
8850                         break;
8851
8852                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
8853
8854                 /*
8855                  * If time for next balance is due,
8856                  * do the balance.
8857                  */
8858                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
8859                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8860                         update_rq_clock(rq);
8861                         update_idle_cpu_load(rq);
8862                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8863                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
8864                 }
8865
8866                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
8867                         next_balance = rq->next_balance;
8868                         update_next_balance = 1;
8869                 }
8870         }
8871
8872         /*
8873          * next_balance will be updated only when there is a need.
8874          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
8875          * updated.
8876          */
8877         if (likely(update_next_balance))
8878                 nohz.next_balance = next_balance;
8879 end:
8880         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
8881 }
8882
8883 /*
8884  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
8885  * of an idle cpu in the system.
8886  *   - This rq has more than one task.
8887  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
8888  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
8889  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
8890  *     multiple busy cpu.
8891  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
8892  *     domain span are idle.
8893  */
8894 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
8895 {
8896         unsigned long now = jiffies;
8897         struct sched_domain *sd;
8898         struct sched_group_capacity *sgc;
8899         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
8900         bool kick = false;
8901
8902         if (unlikely(rq->idle_balance))
8903                 return false;
8904
8905        /*
8906         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
8907         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
8908         */
8909         set_cpu_sd_state_busy();
8910         nohz_balance_exit_idle(cpu);
8911
8912         /*
8913          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
8914          * balancing.
8915          */
8916         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
8917                 return false;
8918
8919         if (time_before(now, nohz.next_balance))
8920                 return false;
8921
8922         if (rq->nr_running >= 2 &&
8923             (!energy_aware() || cpu_overutilized(cpu)))
8924                 return true;
8925
8926         rcu_read_lock();
8927         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8928         if (sd && !energy_aware()) {
8929                 sgc = sd->groups->sgc;
8930                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
8931
8932                 if (nr_busy > 1) {
8933                         kick = true;
8934                         goto unlock;
8935                 }
8936
8937         }
8938
8939         sd = rcu_dereference(rq->sd);
8940         if (sd) {
8941                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
8942                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
8943                         kick = true;
8944                         goto unlock;
8945                 }
8946         }
8947
8948         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
8949         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
8950                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
8951                 kick = true;
8952                 goto unlock;
8953         }
8954
8955 unlock:
8956         rcu_read_unlock();
8957         return kick;
8958 }
8959 #else
8960 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
8961 #endif
8962
8963 /*
8964  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
8965  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
8966  */
8967 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
8968 {
8969         struct rq *this_rq = this_rq();
8970         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
8971                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8972
8973         /*
8974          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
8975          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
8976          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
8977          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
8978          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
8979          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
8980          */
8981         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
8982         rebalance_domains(this_rq, idle);
8983 }
8984
8985 /*
8986  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
8987  */
8988 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
8989 {
8990         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
8991         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
8992                 return;
8993
8994         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
8995                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
8996 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8997         if (nohz_kick_needed(rq))
8998                 nohz_balancer_kick();
8999 #endif
9000 }
9001
9002 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9003 {
9004         update_sysctl();
9005
9006         update_runtime_enabled(rq);
9007 }
9008
9009 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9010 {
9011         update_sysctl();
9012
9013         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9014         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9015 }
9016
9017 #endif /* CONFIG_SMP */
9018
9019 /*
9020  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
9021  */
9022 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9023 {
9024         struct cfs_rq *cfs_rq;
9025         struct sched_entity *se = &curr->se;
9026
9027         for_each_sched_entity(se) {
9028                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9029                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9030         }
9031
9032         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9033                 task_tick_numa(rq, curr);
9034
9035 #ifdef CONFIG_SMP
9036         if (!rq->rd->overutilized && cpu_overutilized(task_cpu(curr))) {
9037                 rq->rd->overutilized = true;
9038                 trace_sched_overutilized(true);
9039         }
9040
9041         rq->misfit_task = !task_fits_max(curr, rq->cpu);
9042 #endif
9043
9044 }
9045
9046 /*
9047  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9048  *  - child not yet on the tasklist
9049  *  - preemption disabled
9050  */
9051 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
9052 {
9053         struct cfs_rq *cfs_rq;
9054         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
9055         int this_cpu = smp_processor_id();
9056         struct rq *rq = this_rq();
9057         unsigned long flags;
9058
9059         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9060
9061         update_rq_clock(rq);
9062
9063         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
9064         curr = cfs_rq->curr;
9065
9066         /*
9067          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
9068          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
9069          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
9070          * of child point to valid ones.
9071          */
9072         rcu_read_lock();
9073         __set_task_cpu(p, this_cpu);
9074         rcu_read_unlock();
9075
9076         update_curr(cfs_rq);
9077
9078         if (curr)
9079                 se->vruntime = curr->vruntime;
9080         place_entity(cfs_rq, se, 1);
9081
9082         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
9083                 /*
9084                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
9085                  * 'current' within the tree based on its new key value.
9086                  */
9087                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
9088                 resched_curr(rq);
9089         }
9090
9091         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9092
9093         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9094 }
9095
9096 /*
9097  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9098  * the current task.
9099  */
9100 static void
9101 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9102 {
9103         if (!task_on_rq_queued(p))
9104                 return;
9105
9106         /*
9107          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9108          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9109          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9110          */
9111         if (rq->curr == p) {
9112                 if (p->prio > oldprio)
9113                         resched_curr(rq);
9114         } else
9115                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
9116 }
9117
9118 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
9119 {
9120         struct sched_entity *se = &p->se;
9121
9122         /*
9123          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
9124          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
9125          * vruntime.
9126          */
9127         if (p->on_rq)
9128                 return true;
9129
9130         /*
9131          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
9132          * But there are some cases where it has already been normalized:
9133          *
9134          * - A forked child which is waiting for being woken up by
9135          *   wake_up_new_task().
9136          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
9137          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
9138          */
9139         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
9140                 return true;
9141
9142         return false;
9143 }
9144
9145 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9146 {
9147         struct sched_entity *se = &p->se;
9148         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9149
9150         if (!vruntime_normalized(p)) {
9151                 /*
9152                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
9153                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
9154                  */
9155                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
9156                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9157         }
9158
9159         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
9160         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9161 }
9162
9163 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9164 {
9165         struct sched_entity *se = &p->se;
9166         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9167
9168 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9169         /*
9170          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
9171          * class maintain depth value), reset depth properly.
9172          */
9173         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9174 #endif
9175
9176         /* Synchronize task with its cfs_rq */
9177         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9178
9179         if (!vruntime_normalized(p))
9180                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
9181 }
9182
9183 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9184 {
9185         detach_task_cfs_rq(p);
9186 }
9187
9188 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9189 {
9190         attach_task_cfs_rq(p);
9191
9192         if (task_on_rq_queued(p)) {
9193                 /*
9194                  * We were most likely switched from sched_rt, so
9195                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
9196                  * if we can still preempt the current task.
9197                  */
9198                 if (rq->curr == p)
9199                         resched_curr(rq);
9200                 else
9201                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9202         }
9203 }
9204
9205 /* Account for a task changing its policy or group.
9206  *
9207  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
9208  * migrates between groups/classes.
9209  */
9210 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
9211 {
9212         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
9213
9214         for_each_sched_entity(se) {
9215                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9216
9217                 set_next_entity(cfs_rq, se);
9218                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
9219                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
9220         }
9221 }
9222
9223 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
9224 {
9225         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
9226         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
9227 #ifndef CONFIG_64BIT
9228         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
9229 #endif
9230 #ifdef CONFIG_SMP
9231         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
9232         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
9233 #endif
9234 }
9235
9236 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9237 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
9238 {
9239         detach_task_cfs_rq(p);
9240         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9241
9242 #ifdef CONFIG_SMP
9243         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
9244         p->se.avg.last_update_time = 0;
9245 #endif
9246         attach_task_cfs_rq(p);
9247 }
9248
9249 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9250 {
9251         int i;
9252
9253         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9254
9255         for_each_possible_cpu(i) {
9256                 if (tg->cfs_rq)
9257                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9258                 if (tg->se) {
9259                         if (tg->se[i])
9260                                 remove_entity_load_avg(tg->se[i]);
9261                         kfree(tg->se[i]);
9262                 }
9263         }
9264
9265         kfree(tg->cfs_rq);
9266         kfree(tg->se);
9267 }
9268
9269 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9270 {
9271         struct cfs_rq *cfs_rq;
9272         struct sched_entity *se;
9273         int i;
9274
9275         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9276         if (!tg->cfs_rq)
9277                 goto err;
9278         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9279         if (!tg->se)
9280                 goto err;
9281
9282         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9283
9284         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9285
9286         for_each_possible_cpu(i) {
9287                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9288                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9289                 if (!cfs_rq)
9290                         goto err;
9291
9292                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9293                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9294                 if (!se)
9295                         goto err_free_rq;
9296
9297                 init_cfs_rq(cfs_rq);
9298                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
9299                 init_entity_runnable_average(se);
9300         }
9301
9302         return 1;
9303
9304 err_free_rq:
9305         kfree(cfs_rq);
9306 err:
9307         return 0;
9308 }
9309
9310 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9311 {
9312         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9313         unsigned long flags;
9314
9315         /*
9316         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
9317         * check on_list without danger of it being re-added.
9318         */
9319         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
9320                 return;
9321
9322         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9323         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
9324         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9325 }
9326
9327 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
9328                         struct sched_entity *se, int cpu,
9329                         struct sched_entity *parent)
9330 {
9331         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9332
9333         cfs_rq->tg = tg;
9334         cfs_rq->rq = rq;
9335         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
9336
9337         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
9338         tg->se[cpu] = se;
9339
9340         /* se could be NULL for root_task_group */
9341         if (!se)
9342                 return;
9343
9344         if (!parent) {
9345                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
9346                 se->depth = 0;
9347         } else {
9348                 se->cfs_rq = parent->my_q;
9349                 se->depth = parent->depth + 1;
9350         }
9351
9352         se->my_q = cfs_rq;
9353         /* guarantee group entities always have weight */
9354         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
9355         se->parent = parent;
9356 }
9357
9358 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9359
9360 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9361 {
9362         int i;
9363         unsigned long flags;
9364
9365         /*
9366          * We can't change the weight of the root cgroup.
9367          */
9368         if (!tg->se[0])
9369                 return -EINVAL;
9370
9371         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9372
9373         mutex_lock(&shares_mutex);
9374         if (tg->shares == shares)
9375                 goto done;
9376
9377         tg->shares = shares;
9378         for_each_possible_cpu(i) {
9379                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9380                 struct sched_entity *se;
9381
9382                 se = tg->se[i];
9383                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9384                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9385
9386                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
9387                 update_rq_clock(rq);
9388                 for_each_sched_entity(se)
9389                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
9390                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9391         }
9392
9393 done:
9394         mutex_unlock(&shares_mutex);
9395         return 0;
9396 }
9397 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9398
9399 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9400
9401 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9402 {
9403         return 1;
9404 }
9405
9406 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
9407
9408 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9409
9410
9411 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
9412 {
9413         struct sched_entity *se = &task->se;
9414         unsigned int rr_interval = 0;
9415
9416         /*
9417          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
9418          * idle runqueue:
9419          */
9420         if (rq->cfs.load.weight)
9421                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
9422
9423         return rr_interval;
9424 }
9425
9426 /*
9427  * All the scheduling class methods:
9428  */
9429 const struct sched_class fair_sched_class = {
9430         .next                   = &idle_sched_class,
9431         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
9432         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
9433         .yield_task             = yield_task_fair,
9434         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
9435
9436         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
9437
9438         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
9439         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
9440
9441 #ifdef CONFIG_SMP
9442         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
9443         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
9444
9445         .rq_online              = rq_online_fair,
9446         .rq_offline             = rq_offline_fair,
9447
9448         .task_waking            = task_waking_fair,
9449         .task_dead              = task_dead_fair,
9450         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
9451 #endif
9452
9453         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
9454         .task_tick              = task_tick_fair,
9455         .task_fork              = task_fork_fair,
9456
9457         .prio_changed           = prio_changed_fair,
9458         .switched_from          = switched_from_fair,
9459         .switched_to            = switched_to_fair,
9460
9461         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
9462
9463         .update_curr            = update_curr_fair,
9464
9465 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9466         .task_move_group        = task_move_group_fair,
9467 #endif
9468 };
9469
9470 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
9471 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
9472 {
9473         struct cfs_rq *cfs_rq;
9474
9475         rcu_read_lock();
9476         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
9477                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
9478         rcu_read_unlock();
9479 }
9480
9481 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9482 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
9483 {
9484         int node;
9485         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
9486
9487         for_each_online_node(node) {
9488                 if (p->numa_faults) {
9489                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
9490                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9491                 }
9492                 if (p->numa_group) {
9493                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
9494                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9495                 }
9496                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
9497         }
9498 }
9499 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9500 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
9501
9502 __init void init_sched_fair_class(void)
9503 {
9504 #ifdef CONFIG_SMP
9505         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
9506
9507 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9508         nohz.next_balance = jiffies;
9509         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
9510         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
9511 #endif
9512 #endif /* SMP */
9513
9514 }