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