BACKPORT: sched/fair: Make the use of prev_cpu consistent in the wakeup path
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/cpuidle.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/profile.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/migrate.h>
32 #include <linux/task_work.h>
33 #include <linux/module.h>
34
35 #include <trace/events/sched.h>
36
37 #include "sched.h"
38 #include "tune.h"
39 #include "walt.h"
40
41 /*
42  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
43  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
44  *
45  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
46  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
47  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
48  * based scheduling concepts.
49  *
50  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
51  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
52  */
53 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
54 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
55
56 unsigned int sysctl_sched_is_big_little = 0;
57 unsigned int sysctl_sched_sync_hint_enable = 1;
58 unsigned int sysctl_sched_initial_task_util = 0;
59 unsigned int sysctl_sched_cstate_aware = 1;
60
61 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
62 unsigned int sysctl_sched_use_walt_cpu_util = 1;
63 unsigned int sysctl_sched_use_walt_task_util = 1;
64 __read_mostly unsigned int sysctl_sched_walt_cpu_high_irqload =
65     (10 * NSEC_PER_MSEC);
66 #endif
67 /*
68  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
69  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
70  *
71  * Options are:
72  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
73  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
74  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
75  */
76 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
77         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
78
79 /*
80  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
81  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
82  */
83 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
84 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
85
86 /*
87  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
88  */
89 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
90
91 /*
92  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
93  * parent will (try to) run first.
94  */
95 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
96
97 /*
98  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
99  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
100  *
101  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
102  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
103  * have immediate wakeup/sleep latencies.
104  */
105 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
106 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
107
108 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
109
110 /*
111  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
112  * distribution.
113  * (default: 10msec)
114  */
115 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
116
117 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
118 /*
119  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
120  * each time a cfs_rq requests quota.
121  *
122  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
123  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
124  * we will always only issue the remaining available time.
125  *
126  * default: 5 msec, units: microseconds
127   */
128 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
129 #endif
130
131 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
132 {
133         lw->weight += inc;
134         lw->inv_weight = 0;
135 }
136
137 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
138 {
139         lw->weight -= dec;
140         lw->inv_weight = 0;
141 }
142
143 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
144 {
145         lw->weight = w;
146         lw->inv_weight = 0;
147 }
148
149 /*
150  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
151  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
152  * to users decreases. But the relationship is not linear,
153  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
154  * number of CPUs.
155  *
156  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
157  */
158 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
159 {
160         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
161         unsigned int factor;
162
163         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
164         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
165                 factor = 1;
166                 break;
167         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
168                 factor = cpus;
169                 break;
170         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
171         default:
172                 factor = 1 + ilog2(cpus);
173                 break;
174         }
175
176         return factor;
177 }
178
179 static void update_sysctl(void)
180 {
181         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
182
183 #define SET_SYSCTL(name) \
184         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
185         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
186         SET_SYSCTL(sched_latency);
187         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
188 #undef SET_SYSCTL
189 }
190
191 void sched_init_granularity(void)
192 {
193         update_sysctl();
194 }
195
196 #define WMULT_CONST     (~0U)
197 #define WMULT_SHIFT     32
198
199 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
200 {
201         unsigned long w;
202
203         if (likely(lw->inv_weight))
204                 return;
205
206         w = scale_load_down(lw->weight);
207
208         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
209                 lw->inv_weight = 1;
210         else if (unlikely(!w))
211                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
212         else
213                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
214 }
215
216 /*
217  * delta_exec * weight / lw.weight
218  *   OR
219  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
220  *
221  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
222  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
223  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
224  *
225  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
226  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
227  */
228 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
229 {
230         u64 fact = scale_load_down(weight);
231         int shift = WMULT_SHIFT;
232
233         __update_inv_weight(lw);
234
235         if (unlikely(fact >> 32)) {
236                 while (fact >> 32) {
237                         fact >>= 1;
238                         shift--;
239                 }
240         }
241
242         /* hint to use a 32x32->64 mul */
243         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
244
245         while (fact >> 32) {
246                 fact >>= 1;
247                 shift--;
248         }
249
250         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
251 }
252
253
254 const struct sched_class fair_sched_class;
255
256 /**************************************************************
257  * CFS operations on generic schedulable entities:
258  */
259
260 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
261
262 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
263 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
264 {
265         return cfs_rq->rq;
266 }
267
268 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
269 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
270
271 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
272 {
273 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
274         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
275 #endif
276         return container_of(se, struct task_struct, se);
277 }
278
279 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
280 #define for_each_sched_entity(se) \
281                 for (; se; se = se->parent)
282
283 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
284 {
285         return p->se.cfs_rq;
286 }
287
288 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
289 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
290 {
291         return se->cfs_rq;
292 }
293
294 /* runqueue "owned" by this group */
295 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
296 {
297         return grp->my_q;
298 }
299
300 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
301 {
302         if (!cfs_rq->on_list) {
303                 /*
304                  * Ensure we either appear before our parent (if already
305                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
306                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
307                  * reduces this to two cases.
308                  */
309                 if (cfs_rq->tg->parent &&
310                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
311                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
312                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
313                 } else {
314                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
315                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
316                 }
317
318                 cfs_rq->on_list = 1;
319         }
320 }
321
322 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
323 {
324         if (cfs_rq->on_list) {
325                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
326                 cfs_rq->on_list = 0;
327         }
328 }
329
330 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
331 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
332         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
333
334 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
335 static inline struct cfs_rq *
336 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
337 {
338         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
339                 return se->cfs_rq;
340
341         return NULL;
342 }
343
344 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
345 {
346         return se->parent;
347 }
348
349 static void
350 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
351 {
352         int se_depth, pse_depth;
353
354         /*
355          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
356          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
357          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
358          * parent.
359          */
360
361         /* First walk up until both entities are at same depth */
362         se_depth = (*se)->depth;
363         pse_depth = (*pse)->depth;
364
365         while (se_depth > pse_depth) {
366                 se_depth--;
367                 *se = parent_entity(*se);
368         }
369
370         while (pse_depth > se_depth) {
371                 pse_depth--;
372                 *pse = parent_entity(*pse);
373         }
374
375         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
376                 *se = parent_entity(*se);
377                 *pse = parent_entity(*pse);
378         }
379 }
380
381 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
382
383 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
384 {
385         return container_of(se, struct task_struct, se);
386 }
387
388 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
389 {
390         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
391 }
392
393 #define entity_is_task(se)      1
394
395 #define for_each_sched_entity(se) \
396                 for (; se; se = NULL)
397
398 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
399 {
400         return &task_rq(p)->cfs;
401 }
402
403 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
404 {
405         struct task_struct *p = task_of(se);
406         struct rq *rq = task_rq(p);
407
408         return &rq->cfs;
409 }
410
411 /* runqueue "owned" by this group */
412 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
413 {
414         return NULL;
415 }
416
417 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
418 {
419 }
420
421 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
422 {
423 }
424
425 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
426                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
427
428 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
429 {
430         return NULL;
431 }
432
433 static inline void
434 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
435 {
436 }
437
438 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
439
440 static __always_inline
441 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
442
443 /**************************************************************
444  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
445  */
446
447 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
448 {
449         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
450         if (delta > 0)
451                 max_vruntime = vruntime;
452
453         return max_vruntime;
454 }
455
456 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
457 {
458         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
459         if (delta < 0)
460                 min_vruntime = vruntime;
461
462         return min_vruntime;
463 }
464
465 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
466                                 struct sched_entity *b)
467 {
468         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
469 }
470
471 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
472 {
473         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
474
475         if (cfs_rq->curr)
476                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
477
478         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
479                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
480                                                    struct sched_entity,
481                                                    run_node);
482
483                 if (!cfs_rq->curr)
484                         vruntime = se->vruntime;
485                 else
486                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
487         }
488
489         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
490         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
491 #ifndef CONFIG_64BIT
492         smp_wmb();
493         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
494 #endif
495 }
496
497 /*
498  * Enqueue an entity into the rb-tree:
499  */
500 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
501 {
502         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
503         struct rb_node *parent = NULL;
504         struct sched_entity *entry;
505         int leftmost = 1;
506
507         /*
508          * Find the right place in the rbtree:
509          */
510         while (*link) {
511                 parent = *link;
512                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
513                 /*
514                  * We dont care about collisions. Nodes with
515                  * the same key stay together.
516                  */
517                 if (entity_before(se, entry)) {
518                         link = &parent->rb_left;
519                 } else {
520                         link = &parent->rb_right;
521                         leftmost = 0;
522                 }
523         }
524
525         /*
526          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
527          * used):
528          */
529         if (leftmost)
530                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
531
532         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
533         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
534 }
535
536 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
537 {
538         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
539                 struct rb_node *next_node;
540
541                 next_node = rb_next(&se->run_node);
542                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
543         }
544
545         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
546 }
547
548 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
549 {
550         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
551
552         if (!left)
553                 return NULL;
554
555         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
556 }
557
558 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
559 {
560         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
561
562         if (!next)
563                 return NULL;
564
565         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
566 }
567
568 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
569 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
570 {
571         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
572
573         if (!last)
574                 return NULL;
575
576         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
577 }
578
579 /**************************************************************
580  * Scheduling class statistics methods:
581  */
582
583 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
584                 void __user *buffer, size_t *lenp,
585                 loff_t *ppos)
586 {
587         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
588         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
589
590         if (ret || !write)
591                 return ret;
592
593         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
594                                         sysctl_sched_min_granularity);
595
596 #define WRT_SYSCTL(name) \
597         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
598         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
599         WRT_SYSCTL(sched_latency);
600         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
601 #undef WRT_SYSCTL
602
603         return 0;
604 }
605 #endif
606
607 /*
608  * delta /= w
609  */
610 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
611 {
612         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
613                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
614
615         return delta;
616 }
617
618 /*
619  * The idea is to set a period in which each task runs once.
620  *
621  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
622  * this period because otherwise the slices get too small.
623  *
624  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
625  */
626 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
627 {
628         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
629                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
630         else
631                 return sysctl_sched_latency;
632 }
633
634 /*
635  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
636  * proportional to the weight.
637  *
638  * s = p*P[w/rw]
639  */
640 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
641 {
642         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
643
644         for_each_sched_entity(se) {
645                 struct load_weight *load;
646                 struct load_weight lw;
647
648                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
649                 load = &cfs_rq->load;
650
651                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
652                         lw = cfs_rq->load;
653
654                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
655                         load = &lw;
656                 }
657                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
658         }
659         return slice;
660 }
661
662 /*
663  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
664  *
665  * vs = s/w
666  */
667 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
668 {
669         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
670 }
671
672 #ifdef CONFIG_SMP
673 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
674 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
675
676 /*
677  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
678  * Note: The tables runnable_avg_yN_inv and runnable_avg_yN_sum are
679  * dependent on this value.
680  */
681 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
682 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
683 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_AVG_MAX */
684
685 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
686 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
687 {
688         struct sched_avg *sa = &se->avg;
689
690         sa->last_update_time = 0;
691         /*
692          * sched_avg's period_contrib should be strictly less then 1024, so
693          * we give it 1023 to make sure it is almost a period (1024us), and
694          * will definitely be update (after enqueue).
695          */
696         sa->period_contrib = 1023;
697         sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
698         sa->load_sum = sa->load_avg * LOAD_AVG_MAX;
699         sa->util_avg =  sched_freq() ?
700                 sysctl_sched_initial_task_util :
701                 scale_load_down(SCHED_LOAD_SCALE);
702         sa->util_sum = sa->util_avg * LOAD_AVG_MAX;
703         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
704 }
705
706 #else
707 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
708 {
709 }
710 #endif
711
712 /*
713  * Update the current task's runtime statistics.
714  */
715 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
716 {
717         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
718         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
719         u64 delta_exec;
720
721         if (unlikely(!curr))
722                 return;
723
724         delta_exec = now - curr->exec_start;
725         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
726                 return;
727
728         curr->exec_start = now;
729
730         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
731                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
732
733         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
734         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
735
736         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
737         update_min_vruntime(cfs_rq);
738
739         if (entity_is_task(curr)) {
740                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
741
742                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
743                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
744                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
745         }
746
747         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
748 }
749
750 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
751 {
752         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
753 }
754
755 static inline void
756 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
757 {
758         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
759 }
760
761 /*
762  * Task is being enqueued - update stats:
763  */
764 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
765 {
766         /*
767          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
768          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
769          */
770         if (se != cfs_rq->curr)
771                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
772 }
773
774 static void
775 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
776 {
777         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
778                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
779         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
780         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
781                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
782 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
783         if (entity_is_task(se)) {
784                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
785                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
786         }
787 #endif
788         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
789 }
790
791 static inline void
792 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
793 {
794         /*
795          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
796          * waiting task:
797          */
798         if (se != cfs_rq->curr)
799                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
800 }
801
802 /*
803  * We are picking a new current task - update its stats:
804  */
805 static inline void
806 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
807 {
808         /*
809          * We are starting a new run period:
810          */
811         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
812 }
813
814 /**************************************************
815  * Scheduling class queueing methods:
816  */
817
818 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
819 /*
820  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
821  * calculated based on the tasks virtual memory size and
822  * numa_balancing_scan_size.
823  */
824 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
825 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
826
827 /* Portion of address space to scan in MB */
828 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
829
830 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
831 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
832
833 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
834 {
835         unsigned long rss = 0;
836         unsigned long nr_scan_pages;
837
838         /*
839          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
840          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
841          * on resident pages
842          */
843         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
844         rss = get_mm_rss(p->mm);
845         if (!rss)
846                 rss = nr_scan_pages;
847
848         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
849         return rss / nr_scan_pages;
850 }
851
852 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
853 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
854
855 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
856 {
857         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
858         unsigned int scan, floor;
859         unsigned int windows = 1;
860
861         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
862                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
863         floor = 1000 / windows;
864
865         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
866         return max_t(unsigned int, floor, scan);
867 }
868
869 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
870 {
871         unsigned int smin = task_scan_min(p);
872         unsigned int smax;
873
874         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
875         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
876         return max(smin, smax);
877 }
878
879 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
880 {
881         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
882         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
883 }
884
885 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
886 {
887         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
888         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
889 }
890
891 struct numa_group {
892         atomic_t refcount;
893
894         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
895         int nr_tasks;
896         pid_t gid;
897
898         struct rcu_head rcu;
899         nodemask_t active_nodes;
900         unsigned long total_faults;
901         /*
902          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
903          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
904          * more by CPU use than by memory faults.
905          */
906         unsigned long *faults_cpu;
907         unsigned long faults[0];
908 };
909
910 /* Shared or private faults. */
911 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
912
913 /* Memory and CPU locality */
914 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
915
916 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
917 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
918
919 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
920 {
921         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
922 }
923
924 /*
925  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
926  * occupy the first half of the array. The second half of the
927  * array is for current counters, which are averaged into the
928  * first set by task_numa_placement.
929  */
930 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
931 {
932         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
933 }
934
935 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
936 {
937         if (!p->numa_faults)
938                 return 0;
939
940         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
941                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
942 }
943
944 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
945 {
946         if (!p->numa_group)
947                 return 0;
948
949         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
950                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
951 }
952
953 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
954 {
955         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
956                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
957 }
958
959 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
960 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
961                                         int maxdist, bool task)
962 {
963         unsigned long score = 0;
964         int node;
965
966         /*
967          * All nodes are directly connected, and the same distance
968          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
969          */
970         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
971                 return 0;
972
973         /*
974          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
975          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
976          */
977         for_each_online_node(node) {
978                 unsigned long faults;
979                 int dist = node_distance(nid, node);
980
981                 /*
982                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
983                  * for placement; nid was already counted.
984                  */
985                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
986                         continue;
987
988                 /*
989                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
990                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
991                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
992                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
993                  * of each group. Skip other nodes.
994                  */
995                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
996                                         dist > maxdist)
997                         continue;
998
999                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1000                 if (task)
1001                         faults = task_faults(p, node);
1002                 else
1003                         faults = group_faults(p, node);
1004
1005                 /*
1006                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1007                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1008                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1009                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1010                  * The further away a node is, the less the faults count.
1011                  * This seems to result in good task placement.
1012                  */
1013                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1014                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1015                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1016                 }
1017
1018                 score += faults;
1019         }
1020
1021         return score;
1022 }
1023
1024 /*
1025  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1026  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1027  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1028  * evenly spread out between numa nodes.
1029  */
1030 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1031                                         int dist)
1032 {
1033         unsigned long faults, total_faults;
1034
1035         if (!p->numa_faults)
1036                 return 0;
1037
1038         total_faults = p->total_numa_faults;
1039
1040         if (!total_faults)
1041                 return 0;
1042
1043         faults = task_faults(p, nid);
1044         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1045
1046         return 1000 * faults / total_faults;
1047 }
1048
1049 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1050                                          int dist)
1051 {
1052         unsigned long faults, total_faults;
1053
1054         if (!p->numa_group)
1055                 return 0;
1056
1057         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1058
1059         if (!total_faults)
1060                 return 0;
1061
1062         faults = group_faults(p, nid);
1063         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1064
1065         return 1000 * faults / total_faults;
1066 }
1067
1068 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1069                                 int src_nid, int dst_cpu)
1070 {
1071         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1072         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1073         int last_cpupid, this_cpupid;
1074
1075         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1076
1077         /*
1078          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1079          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1080          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1081          *
1082          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1083          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1084          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1085          *
1086          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1087          * same result twice in a row, given these samples are fully
1088          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1089          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1090          *
1091          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1092          * act on an unlikely task<->page relation.
1093          */
1094         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1095         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1096                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1097                 return false;
1098
1099         /* Always allow migrate on private faults */
1100         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1101                 return true;
1102
1103         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1104         if (!ng)
1105                 return true;
1106
1107         /*
1108          * Do not migrate if the destination is not a node that
1109          * is actively used by this numa group.
1110          */
1111         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1112                 return false;
1113
1114         /*
1115          * Source is a node that is not actively used by this
1116          * numa group, while the destination is. Migrate.
1117          */
1118         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1119                 return true;
1120
1121         /*
1122          * Both source and destination are nodes in active
1123          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1124          * by migrating from more heavily used groups, to less
1125          * heavily used ones, spreading the load around.
1126          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1127          */
1128         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1129 }
1130
1131 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1132 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1133 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1134 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1135 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1136
1137 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1138 struct numa_stats {
1139         unsigned long nr_running;
1140         unsigned long load;
1141
1142         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1143         unsigned long compute_capacity;
1144
1145         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1146         unsigned long task_capacity;
1147         int has_free_capacity;
1148 };
1149
1150 /*
1151  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1152  */
1153 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1154 {
1155         int smt, cpu, cpus = 0;
1156         unsigned long capacity;
1157
1158         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1159         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1160                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1161
1162                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1163                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1164                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1165
1166                 cpus++;
1167         }
1168
1169         /*
1170          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1171          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1172          * not find this node attractive.
1173          *
1174          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1175          * imbalance and bail there.
1176          */
1177         if (!cpus)
1178                 return;
1179
1180         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1181         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1182         capacity = cpus / smt; /* cores */
1183
1184         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1185                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1186         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1187 }
1188
1189 struct task_numa_env {
1190         struct task_struct *p;
1191
1192         int src_cpu, src_nid;
1193         int dst_cpu, dst_nid;
1194
1195         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1196
1197         int imbalance_pct;
1198         int dist;
1199
1200         struct task_struct *best_task;
1201         long best_imp;
1202         int best_cpu;
1203 };
1204
1205 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1206                              struct task_struct *p, long imp)
1207 {
1208         if (env->best_task)
1209                 put_task_struct(env->best_task);
1210
1211         env->best_task = p;
1212         env->best_imp = imp;
1213         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1214 }
1215
1216 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1217                                 struct task_numa_env *env)
1218 {
1219         long imb, old_imb;
1220         long orig_src_load, orig_dst_load;
1221         long src_capacity, dst_capacity;
1222
1223         /*
1224          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1225          *
1226          * src_load        dst_load
1227          * ------------ vs ---------
1228          * src_capacity    dst_capacity
1229          */
1230         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1231         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1232
1233         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1234         if (dst_load < src_load)
1235                 swap(dst_load, src_load);
1236
1237         /* Is the difference below the threshold? */
1238         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1239               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1240         if (imb <= 0)
1241                 return false;
1242
1243         /*
1244          * The imbalance is above the allowed threshold.
1245          * Compare it with the old imbalance.
1246          */
1247         orig_src_load = env->src_stats.load;
1248         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1249
1250         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1251                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1252
1253         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1254                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1255
1256         /* Would this change make things worse? */
1257         return (imb > old_imb);
1258 }
1259
1260 /*
1261  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1262  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1263  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1264  * be exchanged with the source task
1265  */
1266 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1267                               long taskimp, long groupimp)
1268 {
1269         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1270         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1271         struct task_struct *cur;
1272         long src_load, dst_load;
1273         long load;
1274         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1275         long moveimp = imp;
1276         int dist = env->dist;
1277         bool assigned = false;
1278
1279         rcu_read_lock();
1280
1281         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1282         cur = dst_rq->curr;
1283         /*
1284          * No need to move the exiting task or idle task.
1285          */
1286         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1287                 cur = NULL;
1288         else {
1289                 /*
1290                  * The task_struct must be protected here to protect the
1291                  * p->numa_faults access in the task_weight since the
1292                  * numa_faults could already be freed in the following path:
1293                  * finish_task_switch()
1294                  *     --> put_task_struct()
1295                  *         --> __put_task_struct()
1296                  *             --> task_numa_free()
1297                  */
1298                 get_task_struct(cur);
1299         }
1300
1301         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1302
1303         /*
1304          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1305          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1306          */
1307         if (cur == env->p)
1308                 goto unlock;
1309
1310         /*
1311          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1312          * source and destination node. Calculate the total differential for
1313          * the source task and potential destination task. The more negative
1314          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1315          * be incurred if the tasks were swapped.
1316          */
1317         if (cur) {
1318                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1319                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1320                         goto unlock;
1321
1322                 /*
1323                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1324                  * in any group then look only at task weights.
1325                  */
1326                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1327                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1328                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1329                         /*
1330                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1331                          * tasks within a group over tiny differences.
1332                          */
1333                         if (cur->numa_group)
1334                                 imp -= imp/16;
1335                 } else {
1336                         /*
1337                          * Compare the group weights. If a task is all by
1338                          * itself (not part of a group), use the task weight
1339                          * instead.
1340                          */
1341                         if (cur->numa_group)
1342                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1343                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1344                         else
1345                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1346                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1347                 }
1348         }
1349
1350         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1351                 goto unlock;
1352
1353         if (!cur) {
1354                 /* Is there capacity at our destination? */
1355                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1356                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1357                         goto unlock;
1358
1359                 goto balance;
1360         }
1361
1362         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1363         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1364                         dst_rq->nr_running == 1)
1365                 goto assign;
1366
1367         /*
1368          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1369          */
1370 balance:
1371         load = task_h_load(env->p);
1372         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1373         src_load = env->src_stats.load - load;
1374
1375         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1376                 /*
1377                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1378                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1379                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1380                  * so an actually idle CPU will win.
1381                  */
1382                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1383                         imp = moveimp - 1;
1384                         put_task_struct(cur);
1385                         cur = NULL;
1386                         goto assign;
1387                 }
1388         }
1389
1390         if (imp <= env->best_imp)
1391                 goto unlock;
1392
1393         if (cur) {
1394                 load = task_h_load(cur);
1395                 dst_load -= load;
1396                 src_load += load;
1397         }
1398
1399         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1400                 goto unlock;
1401
1402         /*
1403          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1404          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1405          */
1406         if (!cur)
1407                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1408                                                    env->dst_cpu);
1409
1410 assign:
1411         assigned = true;
1412         task_numa_assign(env, cur, imp);
1413 unlock:
1414         rcu_read_unlock();
1415         /*
1416          * The dst_rq->curr isn't assigned. The protection for task_struct is
1417          * finished.
1418          */
1419         if (cur && !assigned)
1420                 put_task_struct(cur);
1421 }
1422
1423 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1424                                 long taskimp, long groupimp)
1425 {
1426         int cpu;
1427
1428         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1429                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1430                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1431                         continue;
1432
1433                 env->dst_cpu = cpu;
1434                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1435         }
1436 }
1437
1438 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1439 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1440 {
1441         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1442         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1443
1444         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1445                 return false;
1446
1447         /*
1448          * Only consider a task move if the source has a higher load
1449          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1450          *
1451          *      src->load                dst->load
1452          * --------------------- vs ---------------------
1453          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1454          */
1455         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1456
1457             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1458                 return true;
1459
1460         return false;
1461 }
1462
1463 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1464 {
1465         struct task_numa_env env = {
1466                 .p = p,
1467
1468                 .src_cpu = task_cpu(p),
1469                 .src_nid = task_node(p),
1470
1471                 .imbalance_pct = 112,
1472
1473                 .best_task = NULL,
1474                 .best_imp = 0,
1475                 .best_cpu = -1
1476         };
1477         struct sched_domain *sd;
1478         unsigned long taskweight, groupweight;
1479         int nid, ret, dist;
1480         long taskimp, groupimp;
1481
1482         /*
1483          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1484          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1485          *
1486          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1487          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1488          * to satisfy here.
1489          */
1490         rcu_read_lock();
1491         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1492         if (sd)
1493                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1494         rcu_read_unlock();
1495
1496         /*
1497          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1498          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1499          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1500          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1501          */
1502         if (unlikely(!sd)) {
1503                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1504                 return -EINVAL;
1505         }
1506
1507         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1508         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1509         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1510         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1511         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1512         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1513         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1514         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1515
1516         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1517         if (numa_has_capacity(&env))
1518                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1519
1520         /*
1521          * Look at other nodes in these cases:
1522          * - there is no space available on the preferred_nid
1523          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1524          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1525          *   we need to check other locations.
1526          */
1527         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1528                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1529                 for_each_online_node(nid) {
1530                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1531                                 continue;
1532
1533                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1534                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1535                                                 dist != env.dist) {
1536                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1537                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1538                         }
1539
1540                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1541                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1542                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1543                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1544                                 continue;
1545
1546                         env.dist = dist;
1547                         env.dst_nid = nid;
1548                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1549                         if (numa_has_capacity(&env))
1550                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1551                 }
1552         }
1553
1554         /*
1555          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1556          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1557          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1558          * settle down.
1559          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1560          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1561          */
1562         if (p->numa_group) {
1563                 if (env.best_cpu == -1)
1564                         nid = env.src_nid;
1565                 else
1566                         nid = env.dst_nid;
1567
1568                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1569                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1570         }
1571
1572         /* No better CPU than the current one was found. */
1573         if (env.best_cpu == -1)
1574                 return -EAGAIN;
1575
1576         /*
1577          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1578          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1579          */
1580         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1581
1582         if (env.best_task == NULL) {
1583                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1584                 if (ret != 0)
1585                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1586                 return ret;
1587         }
1588
1589         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1590         if (ret != 0)
1591                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1592         put_task_struct(env.best_task);
1593         return ret;
1594 }
1595
1596 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1597 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1598 {
1599         unsigned long interval = HZ;
1600
1601         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1602         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1603                 return;
1604
1605         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1606         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1607         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1608
1609         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1610         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1611                 return;
1612
1613         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1614         task_numa_migrate(p);
1615 }
1616
1617 /*
1618  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1619  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1620  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1621  * located.
1622  *
1623  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1624  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1625  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1626  * only removed when they drop below 3/16.
1627  */
1628 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1629 {
1630         unsigned long faults, max_faults = 0;
1631         int nid;
1632
1633         for_each_online_node(nid) {
1634                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1635                 if (faults > max_faults)
1636                         max_faults = faults;
1637         }
1638
1639         for_each_online_node(nid) {
1640                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1641                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1642                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1643                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1644                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1645                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1646         }
1647 }
1648
1649 /*
1650  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1651  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1652  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1653  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1654  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1655  */
1656 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1657 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1658
1659 /*
1660  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1661  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1662  * the page accesses are shared with other processes.
1663  * Otherwise, decrease the scan period.
1664  */
1665 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1666                         unsigned long shared, unsigned long private)
1667 {
1668         unsigned int period_slot;
1669         int ratio;
1670         int diff;
1671
1672         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1673         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1674
1675         /*
1676          * If there were no record hinting faults then either the task is
1677          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1678          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1679          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1680          * node is overloaded. In either case, scan slower
1681          */
1682         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1683                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1684                         p->numa_scan_period << 1);
1685
1686                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1687                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1688
1689                 return;
1690         }
1691
1692         /*
1693          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1694          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1695          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1696          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1697          */
1698         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1699         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1700         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1701                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1702                 if (!slot)
1703                         slot = 1;
1704                 diff = slot * period_slot;
1705         } else {
1706                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1707
1708                 /*
1709                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1710                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1711                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1712                  * speaking the intent is that there is little point
1713                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1714                  * simply bounce migrations uselessly
1715                  */
1716                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1717                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1718         }
1719
1720         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1721                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1722         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1727  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1728  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1729  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1730  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1731  */
1732 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1733 {
1734         u64 runtime, delta, now;
1735         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1736         now = p->se.exec_start;
1737         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1738
1739         if (p->last_task_numa_placement) {
1740                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1741                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1742         } else {
1743                 delta = p->se.avg.load_sum / p->se.load.weight;
1744                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1745         }
1746
1747         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1748         p->last_task_numa_placement = now;
1749
1750         return delta;
1751 }
1752
1753 /*
1754  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1755  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1756  * otherwise workloads might not converge.
1757  */
1758 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1759 {
1760         nodemask_t nodes;
1761         int dist;
1762
1763         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1764         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1765                 return nid;
1766
1767         /*
1768          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1769          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1770          * both the node itself, and on nearby nodes.
1771          */
1772         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1773                 unsigned long score, max_score = 0;
1774                 int node, max_node = nid;
1775
1776                 dist = sched_max_numa_distance;
1777
1778                 for_each_online_node(node) {
1779                         score = group_weight(p, node, dist);
1780                         if (score > max_score) {
1781                                 max_score = score;
1782                                 max_node = node;
1783                         }
1784                 }
1785                 return max_node;
1786         }
1787
1788         /*
1789          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1790          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1791          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1792          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1793          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1794          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1795          * keep the complexity of the search down.
1796          */
1797         nodes = node_online_map;
1798         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1799                 unsigned long max_faults = 0;
1800                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1801                 int a, b;
1802
1803                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1804                 if (!find_numa_distance(dist))
1805                         continue;
1806
1807                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1808                         unsigned long faults = 0;
1809                         nodemask_t this_group;
1810                         nodes_clear(this_group);
1811
1812                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1813                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1814                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1815                                         faults += group_faults(p, b);
1816                                         node_set(b, this_group);
1817                                         node_clear(b, nodes);
1818                                 }
1819                         }
1820
1821                         /* Remember the top group. */
1822                         if (faults > max_faults) {
1823                                 max_faults = faults;
1824                                 max_group = this_group;
1825                                 /*
1826                                  * subtle: at the smallest distance there is
1827                                  * just one node left in each "group", the
1828                                  * winner is the preferred nid.
1829                                  */
1830                                 nid = a;
1831                         }
1832                 }
1833                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1834                 if (!max_faults)
1835                         break;
1836                 nodes = max_group;
1837         }
1838         return nid;
1839 }
1840
1841 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1842 {
1843         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1844         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1845         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1846         unsigned long total_faults;
1847         u64 runtime, period;
1848         spinlock_t *group_lock = NULL;
1849
1850         /*
1851          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
1852          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
1853          * that the field is read in a single access:
1854          */
1855         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1856         if (p->numa_scan_seq == seq)
1857                 return;
1858         p->numa_scan_seq = seq;
1859         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1860
1861         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1862                        p->numa_faults_locality[1];
1863         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1864
1865         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1866         if (p->numa_group) {
1867                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1868                 spin_lock_irq(group_lock);
1869         }
1870
1871         /* Find the node with the highest number of faults */
1872         for_each_online_node(nid) {
1873                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1874                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1875                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1876                 int priv;
1877
1878                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1879                         long diff, f_diff, f_weight;
1880
1881                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1882                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1883                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1884                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1885
1886                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1887                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1888                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1889                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1890
1891                         /*
1892                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1893                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1894                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1895                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1896                          * faults are less important.
1897                          */
1898                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1899                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1900                                    (total_faults + 1);
1901                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1902                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1903
1904                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1905                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1906                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1907                         p->total_numa_faults += diff;
1908                         if (p->numa_group) {
1909                                 /*
1910                                  * safe because we can only change our own group
1911                                  *
1912                                  * mem_idx represents the offset for a given
1913                                  * nid and priv in a specific region because it
1914                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1915                                  */
1916                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1917                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1918                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1919                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1920                         }
1921                 }
1922
1923                 if (faults > max_faults) {
1924                         max_faults = faults;
1925                         max_nid = nid;
1926                 }
1927
1928                 if (group_faults > max_group_faults) {
1929                         max_group_faults = group_faults;
1930                         max_group_nid = nid;
1931                 }
1932         }
1933
1934         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1935
1936         if (p->numa_group) {
1937                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1938                 spin_unlock_irq(group_lock);
1939                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1940         }
1941
1942         if (max_faults) {
1943                 /* Set the new preferred node */
1944                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1945                         sched_setnuma(p, max_nid);
1946
1947                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1948                         numa_migrate_preferred(p);
1949         }
1950 }
1951
1952 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1953 {
1954         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1955 }
1956
1957 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1958 {
1959         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1960                 kfree_rcu(grp, rcu);
1961 }
1962
1963 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1964                         int *priv)
1965 {
1966         struct numa_group *grp, *my_grp;
1967         struct task_struct *tsk;
1968         bool join = false;
1969         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1970         int i;
1971
1972         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1973                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1974                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1975
1976                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1977                 if (!grp)
1978                         return;
1979
1980                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1981                 spin_lock_init(&grp->lock);
1982                 grp->gid = p->pid;
1983                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1984                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1985                                                 nr_node_ids;
1986
1987                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1988
1989                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1990                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1991
1992                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1993
1994                 grp->nr_tasks++;
1995                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1996         }
1997
1998         rcu_read_lock();
1999         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2000
2001         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2002                 goto no_join;
2003
2004         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2005         if (!grp)
2006                 goto no_join;
2007
2008         my_grp = p->numa_group;
2009         if (grp == my_grp)
2010                 goto no_join;
2011
2012         /*
2013          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2014          * the other task will join us.
2015          */
2016         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2017                 goto no_join;
2018
2019         /*
2020          * Tie-break on the grp address.
2021          */
2022         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2023                 goto no_join;
2024
2025         /* Always join threads in the same process. */
2026         if (tsk->mm == current->mm)
2027                 join = true;
2028
2029         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2030         if (flags & TNF_SHARED)
2031                 join = true;
2032
2033         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2034         *priv = !join;
2035
2036         if (join && !get_numa_group(grp))
2037                 goto no_join;
2038
2039         rcu_read_unlock();
2040
2041         if (!join)
2042                 return;
2043
2044         BUG_ON(irqs_disabled());
2045         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2046
2047         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2048                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2049                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2050         }
2051         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2052         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2053
2054         my_grp->nr_tasks--;
2055         grp->nr_tasks++;
2056
2057         spin_unlock(&my_grp->lock);
2058         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2059
2060         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2061
2062         put_numa_group(my_grp);
2063         return;
2064
2065 no_join:
2066         rcu_read_unlock();
2067         return;
2068 }
2069
2070 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2071 {
2072         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2073         void *numa_faults = p->numa_faults;
2074         unsigned long flags;
2075         int i;
2076
2077         if (grp) {
2078                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2079                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2080                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2081                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2082
2083                 grp->nr_tasks--;
2084                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2085                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2086                 put_numa_group(grp);
2087         }
2088
2089         p->numa_faults = NULL;
2090         kfree(numa_faults);
2091 }
2092
2093 /*
2094  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2095  */
2096 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2097 {
2098         struct task_struct *p = current;
2099         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2100         int cpu_node = task_node(current);
2101         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2102         int priv;
2103
2104         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2105                 return;
2106
2107         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2108         if (!p->mm)
2109                 return;
2110
2111         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2112         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2113                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2114                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2115
2116                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2117                 if (!p->numa_faults)
2118                         return;
2119
2120                 p->total_numa_faults = 0;
2121                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2122         }
2123
2124         /*
2125          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2126          * to be private if the accessing pid has not changed
2127          */
2128         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2129                 priv = 1;
2130         } else {
2131                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2132                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2133                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2134         }
2135
2136         /*
2137          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2138          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2139          * actively using should be counted as local. This allows the
2140          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2141          */
2142         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2143                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2144                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2145                 local = 1;
2146
2147         task_numa_placement(p);
2148
2149         /*
2150          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2151          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2152          */
2153         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2154                 numa_migrate_preferred(p);
2155
2156         if (migrated)
2157                 p->numa_pages_migrated += pages;
2158         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2159                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2160
2161         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2162         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2163         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2164 }
2165
2166 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2167 {
2168         /*
2169          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2170          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2171          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2172          * much of an issue though, since this is just used for
2173          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2174          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2175          */
2176         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2177         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2178 }
2179
2180 /*
2181  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2182  * Triggered from task_tick_numa().
2183  */
2184 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2185 {
2186         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2187         struct task_struct *p = current;
2188         struct mm_struct *mm = p->mm;
2189         struct vm_area_struct *vma;
2190         unsigned long start, end;
2191         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2192         long pages, virtpages;
2193
2194         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2195
2196         work->next = work; /* protect against double add */
2197         /*
2198          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2199          *
2200          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2201          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2202          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2203          * work.
2204          */
2205         if (p->flags & PF_EXITING)
2206                 return;
2207
2208         if (!mm->numa_next_scan) {
2209                 mm->numa_next_scan = now +
2210                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2211         }
2212
2213         /*
2214          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2215          */
2216         migrate = mm->numa_next_scan;
2217         if (time_before(now, migrate))
2218                 return;
2219
2220         if (p->numa_scan_period == 0) {
2221                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2222                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2223         }
2224
2225         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2226         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2227                 return;
2228
2229         /*
2230          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2231          * the next time around.
2232          */
2233         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2234
2235         start = mm->numa_scan_offset;
2236         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2237         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2238         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2239         if (!pages)
2240                 return;
2241
2242
2243         down_read(&mm->mmap_sem);
2244         vma = find_vma(mm, start);
2245         if (!vma) {
2246                 reset_ptenuma_scan(p);
2247                 start = 0;
2248                 vma = mm->mmap;
2249         }
2250         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2251                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2252                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2253                         continue;
2254                 }
2255
2256                 /*
2257                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2258                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2259                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2260                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2261                  */
2262                 if (!vma->vm_mm ||
2263                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2264                         continue;
2265
2266                 /*
2267                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2268                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2269                  */
2270                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2271                         continue;
2272
2273                 do {
2274                         start = max(start, vma->vm_start);
2275                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2276                         end = min(end, vma->vm_end);
2277                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2278
2279                         /*
2280                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2281                          * hpages that have at least one present PTE that
2282                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2283                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2284                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2285                          * areas faster.
2286                          */
2287                         if (nr_pte_updates)
2288                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2289                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2290
2291                         start = end;
2292                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2293                                 goto out;
2294
2295                         cond_resched();
2296                 } while (end != vma->vm_end);
2297         }
2298
2299 out:
2300         /*
2301          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2302          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2303          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2304          * scanner to the start so check it now.
2305          */
2306         if (vma)
2307                 mm->numa_scan_offset = start;
2308         else
2309                 reset_ptenuma_scan(p);
2310         up_read(&mm->mmap_sem);
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Drive the periodic memory faults..
2315  */
2316 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2317 {
2318         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2319         u64 period, now;
2320
2321         /*
2322          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2323          */
2324         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2325                 return;
2326
2327         /*
2328          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2329          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2330          * task needs to have done some actual work before we bother with
2331          * NUMA placement.
2332          */
2333         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2334         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2335
2336         if (now > curr->node_stamp + period) {
2337                 if (!curr->node_stamp)
2338                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2339                 curr->node_stamp += period;
2340
2341                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2342                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2343                         task_work_add(curr, work, true);
2344                 }
2345         }
2346 }
2347 #else
2348 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2349 {
2350 }
2351
2352 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2353 {
2354 }
2355
2356 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2357 {
2358 }
2359 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2360
2361 static void
2362 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2363 {
2364         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2365         if (!parent_entity(se))
2366                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2367 #ifdef CONFIG_SMP
2368         if (entity_is_task(se)) {
2369                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2370
2371                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2372                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2373         }
2374 #endif
2375         cfs_rq->nr_running++;
2376 }
2377
2378 static void
2379 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2380 {
2381         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2382         if (!parent_entity(se))
2383                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2384         if (entity_is_task(se)) {
2385                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2386                 list_del_init(&se->group_node);
2387         }
2388         cfs_rq->nr_running--;
2389 }
2390
2391 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2392 # ifdef CONFIG_SMP
2393 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2394 {
2395         long tg_weight;
2396
2397         /*
2398          * Use this CPU's real-time load instead of the last load contribution
2399          * as the updating of the contribution is delayed, and we will use the
2400          * the real-time load to calc the share. See update_tg_load_avg().
2401          */
2402         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2403         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2404         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2405
2406         return tg_weight;
2407 }
2408
2409 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2410 {
2411         long tg_weight, load, shares;
2412
2413         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2414         load = cfs_rq->load.weight;
2415
2416         shares = (tg->shares * load);
2417         if (tg_weight)
2418                 shares /= tg_weight;
2419
2420         if (shares < MIN_SHARES)
2421                 shares = MIN_SHARES;
2422         if (shares > tg->shares)
2423                 shares = tg->shares;
2424
2425         return shares;
2426 }
2427 # else /* CONFIG_SMP */
2428 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2429 {
2430         return tg->shares;
2431 }
2432 # endif /* CONFIG_SMP */
2433 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2434                             unsigned long weight)
2435 {
2436         if (se->on_rq) {
2437                 /* commit outstanding execution time */
2438                 if (cfs_rq->curr == se)
2439                         update_curr(cfs_rq);
2440                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2441         }
2442
2443         update_load_set(&se->load, weight);
2444
2445         if (se->on_rq)
2446                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2447 }
2448
2449 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2450
2451 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2452 {
2453         struct task_group *tg;
2454         struct sched_entity *se;
2455         long shares;
2456
2457         tg = cfs_rq->tg;
2458         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2459         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2460                 return;
2461 #ifndef CONFIG_SMP
2462         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2463                 return;
2464 #endif
2465         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2466
2467         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2468 }
2469 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2470 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2471 {
2472 }
2473 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2474
2475 #ifdef CONFIG_SMP
2476 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2477 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2478         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2479         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2480         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2481         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2482         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2483         0x85aac367, 0x82cd8698,
2484 };
2485
2486 /*
2487  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2488  * over-estimates when re-combining.
2489  */
2490 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2491             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2492          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2493         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2494 };
2495
2496 /*
2497  * Approximate:
2498  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2499  */
2500 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2501 {
2502         unsigned int local_n;
2503
2504         if (!n)
2505                 return val;
2506         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2507                 return 0;
2508
2509         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2510         local_n = n;
2511
2512         /*
2513          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2514          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2515          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2516          *
2517          * To achieve constant time decay_load.
2518          */
2519         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2520                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2521                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2522         }
2523
2524         val = mul_u64_u32_shr(val, runnable_avg_yN_inv[local_n], 32);
2525         return val;
2526 }
2527
2528 /*
2529  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2530  * average will be: \Sum 1024*y^n
2531  *
2532  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2533  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2534  */
2535 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2536 {
2537         u32 contrib = 0;
2538
2539         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2540                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2541         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2542                 return LOAD_AVG_MAX;
2543
2544         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2545         do {
2546                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2547                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2548
2549                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2550         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2551
2552         contrib = decay_load(contrib, n);
2553         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2554 }
2555
2556 #if (SCHED_LOAD_SHIFT - SCHED_LOAD_RESOLUTION) != 10 || SCHED_CAPACITY_SHIFT != 10
2557 #error "load tracking assumes 2^10 as unit"
2558 #endif
2559
2560 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
2561
2562 /*
2563  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2564  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2565  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2566  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2567  *
2568  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2569  *      p0            p1           p2
2570  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2571  *
2572  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2573  *
2574  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2575  * following representation of historical load:
2576  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2577  *
2578  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2579  *   y^32 = 0.5
2580  *
2581  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2582  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2583  * (u_0).
2584  *
2585  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2586  * sum again by y is sufficient to update:
2587  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2588  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2589  */
2590 static __always_inline int
2591 __update_load_avg(u64 now, int cpu, struct sched_avg *sa,
2592                   unsigned long weight, int running, struct cfs_rq *cfs_rq)
2593 {
2594         u64 delta, scaled_delta, periods;
2595         u32 contrib;
2596         unsigned int delta_w, scaled_delta_w, decayed = 0;
2597         unsigned long scale_freq, scale_cpu;
2598
2599         delta = now - sa->last_update_time;
2600         /*
2601          * This should only happen when time goes backwards, which it
2602          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2603          */
2604         if ((s64)delta < 0) {
2605                 sa->last_update_time = now;
2606                 return 0;
2607         }
2608
2609         /*
2610          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2611          * approximation of 1us and fast to compute.
2612          */
2613         delta >>= 10;
2614         if (!delta)
2615                 return 0;
2616         sa->last_update_time = now;
2617
2618         scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2619         scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
2620         trace_sched_contrib_scale_f(cpu, scale_freq, scale_cpu);
2621
2622         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2623         delta_w = sa->period_contrib;
2624         if (delta + delta_w >= 1024) {
2625                 decayed = 1;
2626
2627                 /* how much left for next period will start over, we don't know yet */
2628                 sa->period_contrib = 0;
2629
2630                 /*
2631                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2632                  * out how much from delta we need to complete the current
2633                  * period and accrue it.
2634                  */
2635                 delta_w = 1024 - delta_w;
2636                 scaled_delta_w = cap_scale(delta_w, scale_freq);
2637                 if (weight) {
2638                         sa->load_sum += weight * scaled_delta_w;
2639                         if (cfs_rq) {
2640                                 cfs_rq->runnable_load_sum +=
2641                                                 weight * scaled_delta_w;
2642                         }
2643                 }
2644                 if (running)
2645                         sa->util_sum += scaled_delta_w * scale_cpu;
2646
2647                 delta -= delta_w;
2648
2649                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2650                 periods = delta / 1024;
2651                 delta %= 1024;
2652
2653                 sa->load_sum = decay_load(sa->load_sum, periods + 1);
2654                 if (cfs_rq) {
2655                         cfs_rq->runnable_load_sum =
2656                                 decay_load(cfs_rq->runnable_load_sum, periods + 1);
2657                 }
2658                 sa->util_sum = decay_load((u64)(sa->util_sum), periods + 1);
2659
2660                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2661                 contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2662                 contrib = cap_scale(contrib, scale_freq);
2663                 if (weight) {
2664                         sa->load_sum += weight * contrib;
2665                         if (cfs_rq)
2666                                 cfs_rq->runnable_load_sum += weight * contrib;
2667                 }
2668                 if (running)
2669                         sa->util_sum += contrib * scale_cpu;
2670         }
2671
2672         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2673         scaled_delta = cap_scale(delta, scale_freq);
2674         if (weight) {
2675                 sa->load_sum += weight * scaled_delta;
2676                 if (cfs_rq)
2677                         cfs_rq->runnable_load_sum += weight * scaled_delta;
2678         }
2679         if (running)
2680                 sa->util_sum += scaled_delta * scale_cpu;
2681
2682         sa->period_contrib += delta;
2683
2684         if (decayed) {
2685                 sa->load_avg = div_u64(sa->load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2686                 if (cfs_rq) {
2687                         cfs_rq->runnable_load_avg =
2688                                 div_u64(cfs_rq->runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2689                 }
2690                 sa->util_avg = sa->util_sum / LOAD_AVG_MAX;
2691         }
2692
2693         return decayed;
2694 }
2695
2696 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2697 /*
2698  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share (which is done)
2699  * and effective_load (which is not done because it is too costly).
2700  */
2701 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
2702 {
2703         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2704
2705         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
2706                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
2707                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
2708         }
2709 }
2710
2711 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2712 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
2713 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2714
2715 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq)
2716 {
2717         if (&this_rq()->cfs == cfs_rq) {
2718                 /*
2719                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
2720                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
2721                  * a real problem -- added to that it only calls on the local
2722                  * CPU, so if we enqueue remotely we'll miss an update, but
2723                  * the next tick/schedule should update.
2724                  *
2725                  * It will not get called when we go idle, because the idle
2726                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
2727                  * number include things like RT tasks.
2728                  *
2729                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
2730                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
2731                  *
2732                  * See cpu_util().
2733                  */
2734                 cpufreq_update_util(rq_of(cfs_rq), 0);
2735         }
2736 }
2737
2738 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2739
2740 /*
2741  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2742  *
2743  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2744  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2745  * values.
2746  */
2747 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2748         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2749         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2750         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2751         res = var - val;                                        \
2752         if (res > var)                                          \
2753                 res = 0;                                        \
2754         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2755 } while (0)
2756
2757 /* Group cfs_rq's load_avg is used for task_h_load and update_cfs_share */
2758 static inline int update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq,
2759                                          bool update_freq)
2760 {
2761         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
2762         int decayed, removed = 0, removed_util = 0;
2763
2764         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
2765                 s64 r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
2766                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
2767                 sub_positive(&sa->load_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2768                 removed = 1;
2769         }
2770
2771         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
2772                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
2773                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
2774                 sub_positive(&sa->util_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2775                 removed_util = 1;
2776         }
2777
2778         decayed = __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2779                 scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->curr != NULL, cfs_rq);
2780
2781 #ifndef CONFIG_64BIT
2782         smp_wmb();
2783         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
2784 #endif
2785
2786         /* Trace CPU load, unless cfs_rq belongs to a non-root task_group */
2787         if (cfs_rq == &rq_of(cfs_rq)->cfs)
2788                 trace_sched_load_avg_cpu(cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq);
2789
2790         if (update_freq && (decayed || removed_util))
2791                 cfs_rq_util_change(cfs_rq);
2792
2793         return decayed || removed;
2794 }
2795
2796 /* Update task and its cfs_rq load average */
2797 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg)
2798 {
2799         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2800         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2801         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
2802
2803         /*
2804          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
2805          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
2806          */
2807         __update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
2808                           se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2809                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2810
2811         if (update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq, true) && update_tg)
2812                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2813
2814         if (entity_is_task(se))
2815                 trace_sched_load_avg_task(task_of(se), &se->avg);
2816 }
2817
2818 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2819 {
2820         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
2821                 goto skip_aging;
2822
2823         /*
2824          * If we got migrated (either between CPUs or between cgroups) we'll
2825          * have aged the average right before clearing @last_update_time.
2826          */
2827         if (se->avg.last_update_time) {
2828                 __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2829                                   &se->avg, 0, 0, NULL);
2830
2831                 /*
2832                  * XXX: we could have just aged the entire load away if we've been
2833                  * absent from the fair class for too long.
2834                  */
2835         }
2836
2837 skip_aging:
2838         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2839         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2840         cfs_rq->avg.load_sum += se->avg.load_sum;
2841         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
2842         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
2843
2844         cfs_rq_util_change(cfs_rq);
2845 }
2846
2847 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2848 {
2849         __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2850                           &se->avg, se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2851                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2852
2853         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2854         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se->avg.load_sum);
2855         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
2856         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
2857
2858         cfs_rq_util_change(cfs_rq);
2859 }
2860
2861 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
2862 static inline void
2863 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2864 {
2865         struct sched_avg *sa = &se->avg;
2866         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2867         int migrated, decayed;
2868
2869         migrated = !sa->last_update_time;
2870         if (!migrated) {
2871                 __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2872                         se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2873                         cfs_rq->curr == se, NULL);
2874         }
2875
2876         decayed = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq, !migrated);
2877
2878         cfs_rq->runnable_load_avg += sa->load_avg;
2879         cfs_rq->runnable_load_sum += sa->load_sum;
2880
2881         if (migrated)
2882                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
2883
2884         if (decayed || migrated)
2885                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2886 }
2887
2888 /* Remove the runnable load generated by se from cfs_rq's runnable load average */
2889 static inline void
2890 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2891 {
2892         update_load_avg(se, 1);
2893
2894         cfs_rq->runnable_load_avg =
2895                 max_t(long, cfs_rq->runnable_load_avg - se->avg.load_avg, 0);
2896         cfs_rq->runnable_load_sum =
2897                 max_t(s64,  cfs_rq->runnable_load_sum - se->avg.load_sum, 0);
2898 }
2899
2900 #ifndef CONFIG_64BIT
2901 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2902 {
2903         u64 last_update_time_copy;
2904         u64 last_update_time;
2905
2906         do {
2907                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
2908                 smp_rmb();
2909                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2910         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
2911
2912         return last_update_time;
2913 }
2914 #else
2915 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2916 {
2917         return cfs_rq->avg.last_update_time;
2918 }
2919 #endif
2920
2921 /*
2922  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
2923  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
2924  */
2925 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
2926 {
2927         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2928         u64 last_update_time;
2929
2930         /*
2931          * Newly created task or never used group entity should not be removed
2932          * from its (source) cfs_rq
2933          */
2934         if (se->avg.last_update_time == 0)
2935                 return;
2936
2937         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
2938
2939         __update_load_avg(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), &se->avg, 0, 0, NULL);
2940         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
2941         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
2942 }
2943
2944 /*
2945  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2946  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2947  * be the only way to update the runnable statistic.
2948  */
2949 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2950 {
2951 }
2952
2953 /*
2954  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2955  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2956  * be the only way to update the runnable statistic.
2957  */
2958 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2959 {
2960 }
2961
2962 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2963 {
2964         return cfs_rq->runnable_load_avg;
2965 }
2966
2967 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2968 {
2969         return cfs_rq->avg.load_avg;
2970 }
2971
2972 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2973
2974 #else /* CONFIG_SMP */
2975
2976 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg)
2977 {
2978         cpufreq_update_util(rq_of(cfs_rq_of(se)), 0);
2979 }
2980
2981 static inline void
2982 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2983 static inline void
2984 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2985 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
2986
2987 static inline void
2988 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2989 static inline void
2990 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2991
2992 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2993 {
2994         return 0;
2995 }
2996
2997 #endif /* CONFIG_SMP */
2998
2999 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3000 {
3001 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3002         struct task_struct *tsk = NULL;
3003
3004         if (entity_is_task(se))
3005                 tsk = task_of(se);
3006
3007         if (se->statistics.sleep_start) {
3008                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
3009
3010                 if ((s64)delta < 0)
3011                         delta = 0;
3012
3013                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
3014                         se->statistics.sleep_max = delta;
3015
3016                 se->statistics.sleep_start = 0;
3017                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
3018
3019                 if (tsk) {
3020                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
3021                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
3022                 }
3023         }
3024         if (se->statistics.block_start) {
3025                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
3026
3027                 if ((s64)delta < 0)
3028                         delta = 0;
3029
3030                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
3031                         se->statistics.block_max = delta;
3032
3033                 se->statistics.block_start = 0;
3034                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
3035
3036                 if (tsk) {
3037                         if (tsk->in_iowait) {
3038                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
3039                                 se->statistics.iowait_count++;
3040                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
3041                         }
3042
3043                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
3044                         trace_sched_blocked_reason(tsk);
3045
3046                         /*
3047                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
3048                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
3049                          * amount of time that the task spent sleeping:
3050                          */
3051                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
3052                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
3053                                                 (void *)get_wchan(tsk),
3054                                                 delta >> 20);
3055                         }
3056                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
3057                 }
3058         }
3059 #endif
3060 }
3061
3062 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3063 {
3064 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3065         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3066
3067         if (d < 0)
3068                 d = -d;
3069
3070         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3071                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
3072 #endif
3073 }
3074
3075 static void
3076 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3077 {
3078         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3079
3080         /*
3081          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3082          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3083          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3084          * stays open at the end.
3085          */
3086         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3087                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3088
3089         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3090         if (!initial) {
3091                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3092
3093                 /*
3094                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3095                  * for a gentler effect of sleepers:
3096                  */
3097                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3098                         thresh >>= 1;
3099
3100                 vruntime -= thresh;
3101         }
3102
3103         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3104         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3105 }
3106
3107 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3108
3109 static void
3110 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3111 {
3112         /*
3113          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3114          * through calling update_curr().
3115          */
3116         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3117                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3118
3119         /*
3120          * Update run-time statistics of the 'current'.
3121          */
3122         update_curr(cfs_rq);
3123         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3124         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3125         update_cfs_shares(cfs_rq);
3126
3127         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3128                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3129                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3130         }
3131
3132         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3133         check_spread(cfs_rq, se);
3134         if (se != cfs_rq->curr)
3135                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3136         se->on_rq = 1;
3137
3138         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3139                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3140                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3141         }
3142 }
3143
3144 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3145 {
3146         for_each_sched_entity(se) {
3147                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3148                 if (cfs_rq->last != se)
3149                         break;
3150
3151                 cfs_rq->last = NULL;
3152         }
3153 }
3154
3155 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3156 {
3157         for_each_sched_entity(se) {
3158                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3159                 if (cfs_rq->next != se)
3160                         break;
3161
3162                 cfs_rq->next = NULL;
3163         }
3164 }
3165
3166 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3167 {
3168         for_each_sched_entity(se) {
3169                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3170                 if (cfs_rq->skip != se)
3171                         break;
3172
3173                 cfs_rq->skip = NULL;
3174         }
3175 }
3176
3177 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3178 {
3179         if (cfs_rq->last == se)
3180                 __clear_buddies_last(se);
3181
3182         if (cfs_rq->next == se)
3183                 __clear_buddies_next(se);
3184
3185         if (cfs_rq->skip == se)
3186                 __clear_buddies_skip(se);
3187 }
3188
3189 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3190
3191 static void
3192 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3193 {
3194         /*
3195          * Update run-time statistics of the 'current'.
3196          */
3197         update_curr(cfs_rq);
3198         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3199
3200         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3201         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3202 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3203                 if (entity_is_task(se)) {
3204                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3205
3206                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3207                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3208                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3209                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3210                 }
3211 #endif
3212         }
3213
3214         clear_buddies(cfs_rq, se);
3215
3216         if (se != cfs_rq->curr)
3217                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3218         se->on_rq = 0;
3219         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3220
3221         /*
3222          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3223          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3224          * movement in our normalized position.
3225          */
3226         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3227                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3228
3229         /* return excess runtime on last dequeue */
3230         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3231
3232         update_min_vruntime(cfs_rq);
3233         update_cfs_shares(cfs_rq);
3234 }
3235
3236 /*
3237  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3238  */
3239 static void
3240 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3241 {
3242         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3243         struct sched_entity *se;
3244         s64 delta;
3245
3246         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3247         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3248         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3249                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3250                 /*
3251                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3252                  * re-elected due to buddy favours.
3253                  */
3254                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3255                 return;
3256         }
3257
3258         /*
3259          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3260          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3261          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3262          */
3263         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3264                 return;
3265
3266         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3267         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3268
3269         if (delta < 0)
3270                 return;
3271
3272         if (delta > ideal_runtime)
3273                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3274 }
3275
3276 static void
3277 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3278 {
3279         /* 'current' is not kept within the tree. */
3280         if (se->on_rq) {
3281                 /*
3282                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3283                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3284                  * runqueue.
3285                  */
3286                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3287                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3288                 update_load_avg(se, 1);
3289         }
3290
3291         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3292         cfs_rq->curr = se;
3293 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3294         /*
3295          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3296          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3297          * when there are only lesser-weight tasks around):
3298          */
3299         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3300                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3301                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3302         }
3303 #endif
3304         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3305 }
3306
3307 static int
3308 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3309
3310 /*
3311  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3312  * 1) keep things fair between processes/task groups
3313  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3314  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3315  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3316  */
3317 static struct sched_entity *
3318 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3319 {
3320         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3321         struct sched_entity *se;
3322
3323         /*
3324          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3325          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3326          */
3327         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3328                 left = curr;
3329
3330         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3331
3332         /*
3333          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3334          * be done without getting too unfair.
3335          */
3336         if (cfs_rq->skip == se) {
3337                 struct sched_entity *second;
3338
3339                 if (se == curr) {
3340                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3341                 } else {
3342                         second = __pick_next_entity(se);
3343                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3344                                 second = curr;
3345                 }
3346
3347                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3348                         se = second;
3349         }
3350
3351         /*
3352          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3353          */
3354         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3355                 se = cfs_rq->last;
3356
3357         /*
3358          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3359          */
3360         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3361                 se = cfs_rq->next;
3362
3363         clear_buddies(cfs_rq, se);
3364
3365         return se;
3366 }
3367
3368 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3369
3370 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3371 {
3372         /*
3373          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3374          * was not called and update_curr() has to be done:
3375          */
3376         if (prev->on_rq)
3377                 update_curr(cfs_rq);
3378
3379         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3380         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3381
3382         check_spread(cfs_rq, prev);
3383         if (prev->on_rq) {
3384                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3385                 /* Put 'current' back into the tree. */
3386                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3387                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3388                 update_load_avg(prev, 0);
3389         }
3390         cfs_rq->curr = NULL;
3391 }
3392
3393 static void
3394 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3395 {
3396         /*
3397          * Update run-time statistics of the 'current'.
3398          */
3399         update_curr(cfs_rq);
3400
3401         /*
3402          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3403          */
3404         update_load_avg(curr, 1);
3405         update_cfs_shares(cfs_rq);
3406
3407 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3408         /*
3409          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3410          * validating it and just reschedule.
3411          */
3412         if (queued) {
3413                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3414                 return;
3415         }
3416         /*
3417          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3418          */
3419         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3420                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3421                 return;
3422 #endif
3423
3424         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3425                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3426 }
3427
3428
3429 /**************************************************
3430  * CFS bandwidth control machinery
3431  */
3432
3433 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3434
3435 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3436 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3437
3438 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3439 {
3440         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3441 }
3442
3443 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3444 {
3445         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3446 }
3447
3448 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3449 {
3450         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3451 }
3452 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3453 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3454 {
3455         return true;
3456 }
3457
3458 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3459 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3460 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3461
3462 /*
3463  * default period for cfs group bandwidth.
3464  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3465  */
3466 static inline u64 default_cfs_period(void)
3467 {
3468         return 100000000ULL;
3469 }
3470
3471 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3472 {
3473         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3474 }
3475
3476 /*
3477  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3478  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3479  * additional synchronization around rq->lock.
3480  *
3481  * requires cfs_b->lock
3482  */
3483 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3484 {
3485         u64 now;
3486
3487         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3488                 return;
3489
3490         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3491         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3492         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3493 }
3494
3495 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3496 {
3497         return &tg->cfs_bandwidth;
3498 }
3499
3500 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3501 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3502 {
3503         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3504                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3505
3506         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3507 }
3508
3509 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3510 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3511 {
3512         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3513         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3514         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3515
3516         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3517         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3518
3519         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3520         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3521                 amount = min_amount;
3522         else {
3523                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3524
3525                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3526                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3527                         cfs_b->runtime -= amount;
3528                         cfs_b->idle = 0;
3529                 }
3530         }
3531         expires = cfs_b->runtime_expires;
3532         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3533
3534         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3535         /*
3536          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3537          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3538          * issued.
3539          */
3540         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3541                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3542
3543         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3544 }
3545
3546 /*
3547  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3548  * fact that rq->clock snapshots this value.
3549  */
3550 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3551 {
3552         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3553
3554         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3555         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3556                 return;
3557
3558         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3559                 return;
3560
3561         /*
3562          * If the local deadline has passed we have to consider the
3563          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3564          * has not truly expired.
3565          *
3566          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3567          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3568          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3569          * exact equality, so a partial write will still work.
3570          */
3571
3572         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3573                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3574                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3575         } else {
3576                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3577                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3578         }
3579 }
3580
3581 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3582 {
3583         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3584         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3585         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3586
3587         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3588                 return;
3589
3590         /*
3591          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3592          * hierarchy can be throttled
3593          */
3594         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3595                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3596 }
3597
3598 static __always_inline
3599 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3600 {
3601         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3602                 return;
3603
3604         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3605 }
3606
3607 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3608 {
3609         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3610 }
3611
3612 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3613 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3614 {
3615         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3616 }
3617
3618 /*
3619  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3620  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3621  * load-balance operations.
3622  */
3623 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3624                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3625 {
3626         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3627
3628         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3629         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3630
3631         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3632                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3633 }
3634
3635 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3636 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3637 {
3638         struct rq *rq = data;
3639         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3640
3641         cfs_rq->throttle_count--;
3642 #ifdef CONFIG_SMP
3643         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3644                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3645                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3646                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3647         }
3648 #endif
3649
3650         return 0;
3651 }
3652
3653 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3654 {
3655         struct rq *rq = data;
3656         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3657
3658         /* group is entering throttled state, stop time */
3659         if (!cfs_rq->throttle_count)
3660                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3661         cfs_rq->throttle_count++;
3662
3663         return 0;
3664 }
3665
3666 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3667 {
3668         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3669         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3670         struct sched_entity *se;
3671         long task_delta, dequeue = 1;
3672         bool empty;
3673
3674         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3675
3676         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3677         rcu_read_lock();
3678         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3679         rcu_read_unlock();
3680
3681         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3682         for_each_sched_entity(se) {
3683                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3684                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3685                 if (!se->on_rq)
3686                         break;
3687
3688                 if (dequeue)
3689                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3690                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3691
3692                 if (qcfs_rq->load.weight)
3693                         dequeue = 0;
3694         }
3695
3696         if (!se)
3697                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3698
3699         cfs_rq->throttled = 1;
3700         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3701         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3702         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3703
3704         /*
3705          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3706          * distribute_cfs_runtime will not see us
3707          */
3708         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3709
3710         /*
3711          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
3712          * timer is running.
3713          */
3714         if (empty)
3715                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3716
3717         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3718 }
3719
3720 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3721 {
3722         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3723         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3724         struct sched_entity *se;
3725         int enqueue = 1;
3726         long task_delta;
3727
3728         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3729
3730         cfs_rq->throttled = 0;
3731
3732         update_rq_clock(rq);
3733
3734         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3735         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3736         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3737         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3738
3739         /* update hierarchical throttle state */
3740         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3741
3742         if (!cfs_rq->load.weight)
3743                 return;
3744
3745         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3746         for_each_sched_entity(se) {
3747                 if (se->on_rq)
3748                         enqueue = 0;
3749
3750                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3751                 if (enqueue)
3752                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3753                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3754
3755                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3756                         break;
3757         }
3758
3759         if (!se)
3760                 add_nr_running(rq, task_delta);
3761
3762         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3763         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3764                 resched_curr(rq);
3765 }
3766
3767 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3768                 u64 remaining, u64 expires)
3769 {
3770         struct cfs_rq *cfs_rq;
3771         u64 runtime;
3772         u64 starting_runtime = remaining;
3773
3774         rcu_read_lock();
3775         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3776                                 throttled_list) {
3777                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3778
3779                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3780                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3781                         goto next;
3782
3783                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3784                 if (runtime > remaining)
3785                         runtime = remaining;
3786                 remaining -= runtime;
3787
3788                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3789                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3790
3791                 /* we check whether we're throttled above */
3792                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3793                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3794
3795 next:
3796                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3797
3798                 if (!remaining)
3799                         break;
3800         }
3801         rcu_read_unlock();
3802
3803         return starting_runtime - remaining;
3804 }
3805
3806 /*
3807  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3808  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3809  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3810  * used to track this state.
3811  */
3812 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3813 {
3814         u64 runtime, runtime_expires;
3815         int throttled;
3816
3817         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3818         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3819                 goto out_deactivate;
3820
3821         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3822         cfs_b->nr_periods += overrun;
3823
3824         /*
3825          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3826          * we're going inactive then everything else can be deferred
3827          */
3828         if (cfs_b->idle && !throttled)
3829                 goto out_deactivate;
3830
3831         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3832
3833         if (!throttled) {
3834                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3835                 cfs_b->idle = 1;
3836                 return 0;
3837         }
3838
3839         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3840         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3841
3842         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3843
3844         /*
3845          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3846          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3847          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3848          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3849          * only by limited amounts in that extreme case.
3850          */
3851         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3852                 runtime = cfs_b->runtime;
3853                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3854                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3855                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3856                                                  runtime_expires);
3857                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3858
3859                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3860
3861                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3862         }
3863
3864         /*
3865          * While we are ensured activity in the period following an
3866          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3867          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3868          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3869          */
3870         cfs_b->idle = 0;
3871
3872         return 0;
3873
3874 out_deactivate:
3875         return 1;
3876 }
3877
3878 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3879 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3880 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3881 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3882 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3883 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3884
3885 /*
3886  * Are we near the end of the current quota period?
3887  *
3888  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3889  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
3890  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3891  */
3892 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3893 {
3894         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3895         u64 remaining;
3896
3897         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3898         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3899                 return 1;
3900
3901         /* is a quota refresh about to occur? */
3902         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3903         if (remaining < min_expire)
3904                 return 1;
3905
3906         return 0;
3907 }
3908
3909 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3910 {
3911         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3912
3913         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3914         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3915                 return;
3916
3917         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
3918                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
3919                         HRTIMER_MODE_REL);
3920 }
3921
3922 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3923 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3924 {
3925         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3926         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3927
3928         if (slack_runtime <= 0)
3929                 return;
3930
3931         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3932         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3933             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3934                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3935
3936                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3937                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3938                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3939                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3940         }
3941         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3942
3943         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3944         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3945 }
3946
3947 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3948 {
3949         if (!cfs_bandwidth_used())
3950                 return;
3951
3952         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3953                 return;
3954
3955         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3956 }
3957
3958 /*
3959  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3960  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3961  */
3962 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3963 {
3964         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3965         u64 expires;
3966
3967         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3968         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3969         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3970                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3971                 return;
3972         }
3973
3974         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3975                 runtime = cfs_b->runtime;
3976
3977         expires = cfs_b->runtime_expires;
3978         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3979
3980         if (!runtime)
3981                 return;
3982
3983         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3984
3985         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3986         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3987                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3988         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3989 }
3990
3991 /*
3992  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3993  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3994  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3995  */
3996 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3997 {
3998         if (!cfs_bandwidth_used())
3999                 return;
4000
4001         /* Synchronize hierarchical throttle counter: */
4002         if (unlikely(!cfs_rq->throttle_uptodate)) {
4003                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4004                 struct cfs_rq *pcfs_rq;
4005                 struct task_group *tg;
4006
4007                 cfs_rq->throttle_uptodate = 1;
4008
4009                 /* Get closest up-to-date node, because leaves go first: */
4010                 for (tg = cfs_rq->tg->parent; tg; tg = tg->parent) {
4011                         pcfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4012                         if (pcfs_rq->throttle_uptodate)
4013                                 break;
4014                 }
4015                 if (tg) {
4016                         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4017                         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4018                 }
4019         }
4020
4021         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4022         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4023                 return;
4024
4025         /* ensure the group is not already throttled */
4026         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4027                 return;
4028
4029         /* update runtime allocation */
4030         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4031         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4032                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4033 }
4034
4035 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4036 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4037 {
4038         if (!cfs_bandwidth_used())
4039                 return false;
4040
4041         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4042                 return false;
4043
4044         /*
4045          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4046          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4047          */
4048         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4049                 return true;
4050
4051         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4052         return true;
4053 }
4054
4055 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4056 {
4057         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4058                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4059
4060         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4061
4062         return HRTIMER_NORESTART;
4063 }
4064
4065 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4066 {
4067         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4068                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4069         int overrun;
4070         int idle = 0;
4071
4072         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4073         for (;;) {
4074                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4075                 if (!overrun)
4076                         break;
4077
4078                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4079         }
4080         if (idle)
4081                 cfs_b->period_active = 0;
4082         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4083
4084         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4085 }
4086
4087 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4088 {
4089         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4090         cfs_b->runtime = 0;
4091         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4092         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4093
4094         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4095         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4096         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4097         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4098         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4099 }
4100
4101 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4102 {
4103         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4104         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4105 }
4106
4107 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4108 {
4109         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4110
4111         if (!cfs_b->period_active) {
4112                 cfs_b->period_active = 1;
4113                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4114                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4115         }
4116 }
4117
4118 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4119 {
4120         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4121         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4122                 return;
4123
4124         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4125         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4126 }
4127
4128 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4129 {
4130         struct cfs_rq *cfs_rq;
4131
4132         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4133                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4134
4135                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4136                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4137                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4138         }
4139 }
4140
4141 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4142 {
4143         struct cfs_rq *cfs_rq;
4144
4145         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4146                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4147                         continue;
4148
4149                 /*
4150                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4151                  * there's some valid quota amount
4152                  */
4153                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4154                 /*
4155                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4156                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4157                  */
4158                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4159
4160                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4161                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4162         }
4163 }
4164
4165 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4166 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4167 {
4168         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4169 }
4170
4171 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4172 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4173 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4174 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4175
4176 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4177 {
4178         return 0;
4179 }
4180
4181 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4182 {
4183         return 0;
4184 }
4185
4186 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4187                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4188 {
4189         return 0;
4190 }
4191
4192 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4193
4194 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4195 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4196 #endif
4197
4198 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4199 {
4200         return NULL;
4201 }
4202 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4203 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4204 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4205
4206 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4207
4208 /**************************************************
4209  * CFS operations on tasks:
4210  */
4211
4212 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4213 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4214 {
4215         struct sched_entity *se = &p->se;
4216         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4217
4218         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4219
4220         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4221                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4222                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4223                 s64 delta = slice - ran;
4224
4225                 if (delta < 0) {
4226                         if (rq->curr == p)
4227                                 resched_curr(rq);
4228                         return;
4229                 }
4230                 hrtick_start(rq, delta);
4231         }
4232 }
4233
4234 /*
4235  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4236  * current task is from our class and nr_running is low enough
4237  * to matter.
4238  */
4239 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4240 {
4241         struct task_struct *curr = rq->curr;
4242
4243         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4244                 return;
4245
4246         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4247                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4248 }
4249 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4250 static inline void
4251 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4252 {
4253 }
4254
4255 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4256 {
4257 }
4258 #endif
4259
4260 #ifdef CONFIG_SMP
4261 static bool cpu_overutilized(int cpu);
4262 unsigned long boosted_cpu_util(int cpu);
4263 #else
4264 #define boosted_cpu_util(cpu) cpu_util(cpu)
4265 #endif
4266
4267 #ifdef CONFIG_SMP
4268 static void update_capacity_of(int cpu)
4269 {
4270         unsigned long req_cap;
4271
4272         if (!sched_freq())
4273                 return;
4274
4275         /* Convert scale-invariant capacity to cpu. */
4276         req_cap = boosted_cpu_util(cpu);
4277         req_cap = req_cap * SCHED_CAPACITY_SCALE / capacity_orig_of(cpu);
4278         set_cfs_cpu_capacity(cpu, true, req_cap);
4279 }
4280 #endif
4281
4282 /*
4283  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4284  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4285  * then put the task into the rbtree:
4286  */
4287 static void
4288 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4289 {
4290         struct cfs_rq *cfs_rq;
4291         struct sched_entity *se = &p->se;
4292 #ifdef CONFIG_SMP
4293         int task_new = flags & ENQUEUE_WAKEUP_NEW;
4294         int task_wakeup = flags & ENQUEUE_WAKEUP;
4295 #endif
4296
4297         /*
4298          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
4299          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
4300          * passed.
4301          */
4302         if (p->in_iowait)
4303                 cpufreq_update_this_cpu(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
4304
4305         for_each_sched_entity(se) {
4306                 if (se->on_rq)
4307                         break;
4308                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4309                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4310
4311                 /*
4312                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4313                  *
4314                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4315                  * post the final h_nr_running increment below.
4316                 */
4317                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4318                         break;
4319                 cfs_rq->h_nr_running++;
4320                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4321
4322                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4323         }
4324
4325         for_each_sched_entity(se) {
4326                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4327                 cfs_rq->h_nr_running++;
4328                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4329
4330                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4331                         break;
4332
4333                 update_load_avg(se, 1);
4334                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4335         }
4336
4337         if (!se)
4338                 add_nr_running(rq, 1);
4339
4340 #ifdef CONFIG_SMP
4341
4342         /*
4343          * Update SchedTune accounting.
4344          *
4345          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4346          * boost value of the current task is accounted for in the
4347          * selection of the OPP.
4348          *
4349          * We do it also in the case where we enqueue a throttled task;
4350          * we could argue that a throttled task should not boost a CPU,
4351          * however:
4352          * a) properly implementing CPU boosting considering throttled
4353          *    tasks will increase a lot the complexity of the solution
4354          * b) it's not easy to quantify the benefits introduced by
4355          *    such a more complex solution.
4356          * Thus, for the time being we go for the simple solution and boost
4357          * also for throttled RQs.
4358          */
4359         schedtune_enqueue_task(p, cpu_of(rq));
4360
4361         if (!se) {
4362                 walt_inc_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4363                 if (!task_new && !rq->rd->overutilized &&
4364                     cpu_overutilized(rq->cpu)) {
4365                         rq->rd->overutilized = true;
4366                         trace_sched_overutilized(true);
4367                 }
4368
4369                 /*
4370                  * We want to potentially trigger a freq switch
4371                  * request only for tasks that are waking up; this is
4372                  * because we get here also during load balancing, but
4373                  * in these cases it seems wise to trigger as single
4374                  * request after load balancing is done.
4375                  */
4376                 if (task_new || task_wakeup)
4377                         update_capacity_of(cpu_of(rq));
4378         }
4379
4380 #endif /* CONFIG_SMP */
4381         hrtick_update(rq);
4382 }
4383
4384 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4385
4386 /*
4387  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4388  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4389  * update the fair scheduling stats:
4390  */
4391 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4392 {
4393         struct cfs_rq *cfs_rq;
4394         struct sched_entity *se = &p->se;
4395         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4396
4397         for_each_sched_entity(se) {
4398                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4399                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4400
4401                 /*
4402                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4403                  *
4404                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4405                  * post the final h_nr_running decrement below.
4406                 */
4407                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4408                         break;
4409                 cfs_rq->h_nr_running--;
4410                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4411
4412                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4413                 if (cfs_rq->load.weight) {
4414                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
4415                         se = parent_entity(se);
4416                         /*
4417                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4418                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4419                          */
4420                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
4421                                 set_next_buddy(se);
4422                         break;
4423                 }
4424                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4425         }
4426
4427         for_each_sched_entity(se) {
4428                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4429                 cfs_rq->h_nr_running--;
4430                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4431
4432                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4433                         break;
4434
4435                 update_load_avg(se, 1);
4436                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4437         }
4438
4439         if (!se)
4440                 sub_nr_running(rq, 1);
4441
4442 #ifdef CONFIG_SMP
4443
4444         /*
4445          * Update SchedTune accounting
4446          *
4447          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4448          * boost value of the current task is accounted for in the
4449          * selection of the OPP.
4450          */
4451         schedtune_dequeue_task(p, cpu_of(rq));
4452
4453         if (!se) {
4454                 walt_dec_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4455
4456                 /*
4457                  * We want to potentially trigger a freq switch
4458                  * request only for tasks that are going to sleep;
4459                  * this is because we get here also during load
4460                  * balancing, but in these cases it seems wise to
4461                  * trigger as single request after load balancing is
4462                  * done.
4463                  */
4464                 if (task_sleep) {
4465                         if (rq->cfs.nr_running)
4466                                 update_capacity_of(cpu_of(rq));
4467                         else if (sched_freq())
4468                                 set_cfs_cpu_capacity(cpu_of(rq), false, 0);
4469                 }
4470         }
4471
4472 #endif /* CONFIG_SMP */
4473
4474         hrtick_update(rq);
4475 }
4476
4477 #ifdef CONFIG_SMP
4478
4479 /*
4480  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4481  */
4482
4483 /*
4484  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4485  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4486  *
4487  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4488  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4489  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4490  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4491  *
4492  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4493  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4494  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4495  *
4496  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4497  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4498  * particular idx is approximated to be zero.
4499  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4500  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4501  * based on 128 point scale.
4502  * Example:
4503  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4504  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4505  *
4506  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4507  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4508  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4509  */
4510 #define DEGRADE_SHIFT           7
4511 static const unsigned char
4512                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4513 static const unsigned char
4514                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4515                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4516                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4517                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4518                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4519                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4520
4521 /*
4522  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4523  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4524  * adding any new load.
4525  */
4526 static unsigned long
4527 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4528 {
4529         int j = 0;
4530
4531         if (!missed_updates)
4532                 return load;
4533
4534         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4535                 return 0;
4536
4537         if (idx == 1)
4538                 return load >> missed_updates;
4539
4540         while (missed_updates) {
4541                 if (missed_updates % 2)
4542                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4543
4544                 missed_updates >>= 1;
4545                 j++;
4546         }
4547         return load;
4548 }
4549
4550 /*
4551  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4552  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4553  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4554  */
4555 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4556                               unsigned long pending_updates)
4557 {
4558         int i, scale;
4559
4560         this_rq->nr_load_updates++;
4561
4562         /* Update our load: */
4563         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4564         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4565                 unsigned long old_load, new_load;
4566
4567                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4568
4569                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4570                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4571                 new_load = this_load;
4572                 /*
4573                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4574                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4575                  * example.
4576                  */
4577                 if (new_load > old_load)
4578                         new_load += scale - 1;
4579
4580                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4581         }
4582
4583         sched_avg_update(this_rq);
4584 }
4585
4586 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4587 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4588 {
4589         return cfs_rq_runnable_load_avg(&cpu_rq(cpu)->cfs);
4590 }
4591
4592 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4593 /*
4594  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4595  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4596  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4597  *
4598  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4599  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4600  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4601  * (tick_nohz_idle_exit).
4602  *
4603  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
4604  */
4605
4606 /*
4607  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
4608  * idle balance.
4609  */
4610 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
4611 {
4612         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4613         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4614         unsigned long pending_updates;
4615
4616         /*
4617          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
4618          */
4619         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4620                 return;
4621
4622         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4623         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4624
4625         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
4626 }
4627
4628 /*
4629  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
4630  */
4631 void update_cpu_load_nohz(void)
4632 {
4633         struct rq *this_rq = this_rq();
4634         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4635         unsigned long pending_updates;
4636
4637         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4638                 return;
4639
4640         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4641         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4642         if (pending_updates) {
4643                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4644                 /*
4645                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
4646                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
4647                  */
4648                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
4649         }
4650         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4651 }
4652 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
4653
4654 /*
4655  * Called from scheduler_tick()
4656  */
4657 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
4658 {
4659         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4660         /*
4661          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
4662          */
4663         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
4664         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
4665 }
4666
4667 /*
4668  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4669  * according to the scheduling class and "nice" value.
4670  *
4671  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4672  * balance conservatively.
4673  */
4674 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4675 {
4676         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4677         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4678
4679         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4680                 return total;
4681
4682         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4683 }
4684
4685 /*
4686  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4687  * according to the scheduling class and "nice" value.
4688  */
4689 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4690 {
4691         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4692         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4693
4694         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4695                 return total;
4696
4697         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4698 }
4699
4700
4701 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4702 {
4703         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4704         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4705         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(cpu);
4706
4707         if (nr_running)
4708                 return load_avg / nr_running;
4709
4710         return 0;
4711 }
4712
4713 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4714 {
4715         /*
4716          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4717          * about the boundary, really active task won't care
4718          * about the loss.
4719          */
4720         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4721                 current->wakee_flips >>= 1;
4722                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4723         }
4724
4725         if (current->last_wakee != p) {
4726                 current->last_wakee = p;
4727                 current->wakee_flips++;
4728         }
4729 }
4730
4731 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4732 {
4733         struct sched_entity *se = &p->se;
4734         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4735         u64 min_vruntime;
4736
4737 #ifndef CONFIG_64BIT
4738         u64 min_vruntime_copy;
4739
4740         do {
4741                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4742                 smp_rmb();
4743                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4744         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4745 #else
4746         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4747 #endif
4748
4749         se->vruntime -= min_vruntime;
4750         record_wakee(p);
4751 }
4752
4753 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4754 /*
4755  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4756  *
4757  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4758  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4759  * can calculate the shift in shares.
4760  *
4761  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4762  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4763  * total group weight.
4764  *
4765  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4766  * distribution (s_i) using:
4767  *
4768  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4769  *
4770  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4771  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4772  * shares distribution (s_i):
4773  *
4774  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4775  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4776  *
4777  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4778  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4779  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4780  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4781  *
4782  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4783  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4784  *
4785  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4786  *
4787  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4788  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4789  * weight and shares distributions like:
4790  *
4791  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4792  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4793  *
4794  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4795  *
4796  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4797  *
4798  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4799  *
4800  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4801  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4802  * 4/7) times the weight of the group.
4803  */
4804 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4805 {
4806         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4807
4808         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4809                 return wl;
4810
4811         for_each_sched_entity(se) {
4812                 struct cfs_rq *cfs_rq = se->my_q;
4813                 long W, w = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
4814
4815                 tg = cfs_rq->tg;
4816
4817                 /*
4818                  * W = @wg + \Sum rw_j
4819                  */
4820                 W = wg + atomic_long_read(&tg->load_avg);
4821
4822                 /* Ensure \Sum rw_j >= rw_i */
4823                 W -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
4824                 W += w;
4825
4826                 /*
4827                  * w = rw_i + @wl
4828                  */
4829                 w += wl;
4830
4831                 /*
4832                  * wl = S * s'_i; see (2)
4833                  */
4834                 if (W > 0 && w < W)
4835                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4836                 else
4837                         wl = tg->shares;
4838
4839                 /*
4840                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4841                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4842                  * calc_cfs_shares().
4843                  */
4844                 if (wl < MIN_SHARES)
4845                         wl = MIN_SHARES;
4846
4847                 /*
4848                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4849                  */
4850                 wl -= se->avg.load_avg;
4851
4852                 /*
4853                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4854                  * the final effective load change on the root group. Since
4855                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4856                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4857                  * resulting from this level per the above.
4858                  */
4859                 wg = 0;
4860         }
4861
4862         return wl;
4863 }
4864 #else
4865
4866 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4867 {
4868         return wl;
4869 }
4870
4871 #endif
4872
4873 /*
4874  * Returns the current capacity of cpu after applying both
4875  * cpu and freq scaling.
4876  */
4877 unsigned long capacity_curr_of(int cpu)
4878 {
4879         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig *
4880                arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu)
4881                >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4882 }
4883
4884 static inline bool energy_aware(void)
4885 {
4886         return sched_feat(ENERGY_AWARE);
4887 }
4888
4889 struct energy_env {
4890         struct sched_group      *sg_top;
4891         struct sched_group      *sg_cap;
4892         int                     cap_idx;
4893         int                     util_delta;
4894         int                     src_cpu;
4895         int                     dst_cpu;
4896         int                     energy;
4897         int                     payoff;
4898         struct task_struct      *task;
4899         struct {
4900                 int before;
4901                 int after;
4902                 int delta;
4903                 int diff;
4904         } nrg;
4905         struct {
4906                 int before;
4907                 int after;
4908                 int delta;
4909         } cap;
4910 };
4911
4912 /*
4913  * __cpu_norm_util() returns the cpu util relative to a specific capacity,
4914  * i.e. it's busy ratio, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] which is useful for
4915  * energy calculations. Using the scale-invariant util returned by
4916  * cpu_util() and approximating scale-invariant util by:
4917  *
4918  *   util ~ (curr_freq/max_freq)*1024 * capacity_orig/1024 * running_time/time
4919  *
4920  * the normalized util can be found using the specific capacity.
4921  *
4922  *   capacity = capacity_orig * curr_freq/max_freq
4923  *
4924  *   norm_util = running_time/time ~ util/capacity
4925  */
4926 static unsigned long __cpu_norm_util(int cpu, unsigned long capacity, int delta)
4927 {
4928         int util = __cpu_util(cpu, delta);
4929
4930         if (util >= capacity)
4931                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4932
4933         return (util << SCHED_CAPACITY_SHIFT)/capacity;
4934 }
4935
4936 static int calc_util_delta(struct energy_env *eenv, int cpu)
4937 {
4938         if (cpu == eenv->src_cpu)
4939                 return -eenv->util_delta;
4940         if (cpu == eenv->dst_cpu)
4941                 return eenv->util_delta;
4942         return 0;
4943 }
4944
4945 static
4946 unsigned long group_max_util(struct energy_env *eenv)
4947 {
4948         int i, delta;
4949         unsigned long max_util = 0;
4950
4951         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(eenv->sg_cap)) {
4952                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4953                 max_util = max(max_util, __cpu_util(i, delta));
4954         }
4955
4956         return max_util;
4957 }
4958
4959 /*
4960  * group_norm_util() returns the approximated group util relative to it's
4961  * current capacity (busy ratio) in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] for use in
4962  * energy calculations. Since task executions may or may not overlap in time in
4963  * the group the true normalized util is between max(cpu_norm_util(i)) and
4964  * sum(cpu_norm_util(i)) when iterating over all cpus in the group, i. The
4965  * latter is used as the estimate as it leads to a more pessimistic energy
4966  * estimate (more busy).
4967  */
4968 static unsigned
4969 long group_norm_util(struct energy_env *eenv, struct sched_group *sg)
4970 {
4971         int i, delta;
4972         unsigned long util_sum = 0;
4973         unsigned long capacity = sg->sge->cap_states[eenv->cap_idx].cap;
4974
4975         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4976                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4977                 util_sum += __cpu_norm_util(i, capacity, delta);
4978         }
4979
4980         if (util_sum > SCHED_CAPACITY_SCALE)
4981                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4982         return util_sum;
4983 }
4984
4985 static int find_new_capacity(struct energy_env *eenv,
4986         const struct sched_group_energy * const sge)
4987 {
4988         int idx;
4989         unsigned long util = group_max_util(eenv);
4990
4991         for (idx = 0; idx < sge->nr_cap_states; idx++) {
4992                 if (sge->cap_states[idx].cap >= util)
4993                         break;
4994         }
4995
4996         eenv->cap_idx = idx;
4997
4998         return idx;
4999 }
5000
5001 static int group_idle_state(struct sched_group *sg)
5002 {
5003         int i, state = INT_MAX;
5004
5005         /* Find the shallowest idle state in the sched group. */
5006         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg))
5007                 state = min(state, idle_get_state_idx(cpu_rq(i)));
5008
5009         /* Take non-cpuidle idling into account (active idle/arch_cpu_idle()) */
5010         state++;
5011
5012         return state;
5013 }
5014
5015 /*
5016  * sched_group_energy(): Computes the absolute energy consumption of cpus
5017  * belonging to the sched_group including shared resources shared only by
5018  * members of the group. Iterates over all cpus in the hierarchy below the
5019  * sched_group starting from the bottom working it's way up before going to
5020  * the next cpu until all cpus are covered at all levels. The current
5021  * implementation is likely to gather the same util statistics multiple times.
5022  * This can probably be done in a faster but more complex way.
5023  * Note: sched_group_energy() may fail when racing with sched_domain updates.
5024  */
5025 static int sched_group_energy(struct energy_env *eenv)
5026 {
5027         struct sched_domain *sd;
5028         int cpu, total_energy = 0;
5029         struct cpumask visit_cpus;
5030         struct sched_group *sg;
5031
5032         WARN_ON(!eenv->sg_top->sge);
5033
5034         cpumask_copy(&visit_cpus, sched_group_cpus(eenv->sg_top));
5035
5036         while (!cpumask_empty(&visit_cpus)) {
5037                 struct sched_group *sg_shared_cap = NULL;
5038
5039                 cpu = cpumask_first(&visit_cpus);
5040
5041                 /*
5042                  * Is the group utilization affected by cpus outside this
5043                  * sched_group?
5044                  */
5045                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_scs, cpu));
5046
5047                 if (!sd)
5048                         /*
5049                          * We most probably raced with hotplug; returning a
5050                          * wrong energy estimation is better than entering an
5051                          * infinite loop.
5052                          */
5053                         return -EINVAL;
5054
5055                 if (sd->parent)
5056                         sg_shared_cap = sd->parent->groups;
5057
5058                 for_each_domain(cpu, sd) {
5059                         sg = sd->groups;
5060
5061                         /* Has this sched_domain already been visited? */
5062                         if (sd->child && group_first_cpu(sg) != cpu)
5063                                 break;
5064
5065                         do {
5066                                 unsigned long group_util;
5067                                 int sg_busy_energy, sg_idle_energy;
5068                                 int cap_idx, idle_idx;
5069
5070                                 if (sg_shared_cap && sg_shared_cap->group_weight >= sg->group_weight)
5071                                         eenv->sg_cap = sg_shared_cap;
5072                                 else
5073                                         eenv->sg_cap = sg;
5074
5075                                 cap_idx = find_new_capacity(eenv, sg->sge);
5076
5077                                 if (sg->group_weight == 1) {
5078                                         /* Remove capacity of src CPU (before task move) */
5079                                         if (eenv->util_delta == 0 &&
5080                                             cpumask_test_cpu(eenv->src_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5081                                                 eenv->cap.before = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5082                                                 eenv->cap.delta -= eenv->cap.before;
5083                                         }
5084                                         /* Add capacity of dst CPU  (after task move) */
5085                                         if (eenv->util_delta != 0 &&
5086                                             cpumask_test_cpu(eenv->dst_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5087                                                 eenv->cap.after = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5088                                                 eenv->cap.delta += eenv->cap.after;
5089                                         }
5090                                 }
5091
5092                                 idle_idx = group_idle_state(sg);
5093                                 group_util = group_norm_util(eenv, sg);
5094                                 sg_busy_energy = (group_util * sg->sge->cap_states[cap_idx].power)
5095                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5096                                 sg_idle_energy = ((SCHED_LOAD_SCALE-group_util)
5097                                                                 * sg->sge->idle_states[idle_idx].power)
5098                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5099
5100                                 total_energy += sg_busy_energy + sg_idle_energy;
5101
5102                                 if (!sd->child)
5103                                         cpumask_xor(&visit_cpus, &visit_cpus, sched_group_cpus(sg));
5104
5105                                 if (cpumask_equal(sched_group_cpus(sg), sched_group_cpus(eenv->sg_top)))
5106                                         goto next_cpu;
5107
5108                         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5109                 }
5110 next_cpu:
5111                 cpumask_clear_cpu(cpu, &visit_cpus);
5112                 continue;
5113         }
5114
5115         eenv->energy = total_energy;
5116         return 0;
5117 }
5118
5119 static inline bool cpu_in_sg(struct sched_group *sg, int cpu)
5120 {
5121         return cpu != -1 && cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg));
5122 }
5123
5124 /*
5125  * energy_diff(): Estimate the energy impact of changing the utilization
5126  * distribution. eenv specifies the change: utilisation amount, source, and
5127  * destination cpu. Source or destination cpu may be -1 in which case the
5128  * utilization is removed from or added to the system (e.g. task wake-up). If
5129  * both are specified, the utilization is migrated.
5130  */
5131 static inline int __energy_diff(struct energy_env *eenv)
5132 {
5133         struct sched_domain *sd;
5134         struct sched_group *sg;
5135         int sd_cpu = -1, energy_before = 0, energy_after = 0;
5136
5137         struct energy_env eenv_before = {
5138                 .util_delta     = 0,
5139                 .src_cpu        = eenv->src_cpu,
5140                 .dst_cpu        = eenv->dst_cpu,
5141                 .nrg            = { 0, 0, 0, 0},
5142                 .cap            = { 0, 0, 0 },
5143         };
5144
5145         if (eenv->src_cpu == eenv->dst_cpu)
5146                 return 0;
5147
5148         sd_cpu = (eenv->src_cpu != -1) ? eenv->src_cpu : eenv->dst_cpu;
5149         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, sd_cpu));
5150
5151         if (!sd)
5152                 return 0; /* Error */
5153
5154         sg = sd->groups;
5155
5156         do {
5157                 if (cpu_in_sg(sg, eenv->src_cpu) || cpu_in_sg(sg, eenv->dst_cpu)) {
5158                         eenv_before.sg_top = eenv->sg_top = sg;
5159
5160                         if (sched_group_energy(&eenv_before))
5161                                 return 0; /* Invalid result abort */
5162                         energy_before += eenv_before.energy;
5163
5164                         /* Keep track of SRC cpu (before) capacity */
5165                         eenv->cap.before = eenv_before.cap.before;
5166                         eenv->cap.delta = eenv_before.cap.delta;
5167
5168                         if (sched_group_energy(eenv))
5169                                 return 0; /* Invalid result abort */
5170                         energy_after += eenv->energy;
5171                 }
5172         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5173
5174         eenv->nrg.before = energy_before;
5175         eenv->nrg.after = energy_after;
5176         eenv->nrg.diff = eenv->nrg.after - eenv->nrg.before;
5177         eenv->payoff = 0;
5178
5179         trace_sched_energy_diff(eenv->task,
5180                         eenv->src_cpu, eenv->dst_cpu, eenv->util_delta,
5181                         eenv->nrg.before, eenv->nrg.after, eenv->nrg.diff,
5182                         eenv->cap.before, eenv->cap.after, eenv->cap.delta,
5183                         eenv->nrg.delta, eenv->payoff);
5184
5185         return eenv->nrg.diff;
5186 }
5187
5188 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5189
5190 struct target_nrg schedtune_target_nrg;
5191
5192 /*
5193  * System energy normalization
5194  * Returns the normalized value, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE],
5195  * corresponding to the specified energy variation.
5196  */
5197 static inline int
5198 normalize_energy(int energy_diff)
5199 {
5200         u32 normalized_nrg;
5201 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5202         int max_delta;
5203
5204         /* Check for boundaries */
5205         max_delta  = schedtune_target_nrg.max_power;
5206         max_delta -= schedtune_target_nrg.min_power;
5207         WARN_ON(abs(energy_diff) >= max_delta);
5208 #endif
5209
5210         /* Do scaling using positive numbers to increase the range */
5211         normalized_nrg = (energy_diff < 0) ? -energy_diff : energy_diff;
5212
5213         /* Scale by energy magnitude */
5214         normalized_nrg <<= SCHED_LOAD_SHIFT;
5215
5216         /* Normalize on max energy for target platform */
5217         normalized_nrg = reciprocal_divide(
5218                         normalized_nrg, schedtune_target_nrg.rdiv);
5219
5220         return (energy_diff < 0) ? -normalized_nrg : normalized_nrg;
5221 }
5222
5223 static inline int
5224 energy_diff(struct energy_env *eenv)
5225 {
5226         int boost = schedtune_task_boost(eenv->task);
5227         int nrg_delta;
5228
5229         /* Conpute "absolute" energy diff */
5230         __energy_diff(eenv);
5231
5232         /* Return energy diff when boost margin is 0 */
5233         if (boost == 0)
5234                 return eenv->nrg.diff;
5235
5236         /* Compute normalized energy diff */
5237         nrg_delta = normalize_energy(eenv->nrg.diff);
5238         eenv->nrg.delta = nrg_delta;
5239
5240         eenv->payoff = schedtune_accept_deltas(
5241                         eenv->nrg.delta,
5242                         eenv->cap.delta,
5243                         eenv->task);
5244
5245         /*
5246          * When SchedTune is enabled, the energy_diff() function will return
5247          * the computed energy payoff value. Since the energy_diff() return
5248          * value is expected to be negative by its callers, this evaluation
5249          * function return a negative value each time the evaluation return a
5250          * positive payoff, which is the condition for the acceptance of
5251          * a scheduling decision
5252          */
5253         return -eenv->payoff;
5254 }
5255 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5256 #define energy_diff(eenv) __energy_diff(eenv)
5257 #endif
5258
5259 /*
5260  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5261  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5262  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.  In order
5263  * to determine whether we should let the load spread vs consolodating to
5264  * shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5265  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.  With
5266  * both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5267  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.  Waker/wakee
5268  * being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or whatever is
5269  * irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds socket size.
5270  */
5271 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5272 {
5273         unsigned int master = current->wakee_flips;
5274         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5275         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5276
5277         if (master < slave)
5278                 swap(master, slave);
5279         if (slave < factor || master < slave * factor)
5280                 return 0;
5281         return 1;
5282 }
5283
5284 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5285                        int prev_cpu, int sync)
5286 {
5287         s64 this_load, load;
5288         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5289         int idx, this_cpu;
5290         struct task_group *tg;
5291         unsigned long weight;
5292         int balanced;
5293
5294         idx       = sd->wake_idx;
5295         this_cpu  = smp_processor_id();
5296         load      = source_load(prev_cpu, idx);
5297         this_load = target_load(this_cpu, idx);
5298
5299         /*
5300          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
5301          * effect of the currently running task from the load
5302          * of the current CPU:
5303          */
5304         if (sync) {
5305                 tg = task_group(current);
5306                 weight = current->se.avg.load_avg;
5307
5308                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
5309                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
5310         }
5311
5312         tg = task_group(p);
5313         weight = p->se.avg.load_avg;
5314
5315         /*
5316          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
5317          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
5318          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
5319          * about that, so that's good too.
5320          *
5321          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
5322          * task to be woken on this_cpu.
5323          */
5324         this_eff_load = 100;
5325         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5326
5327         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5328         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5329
5330         if (this_load > 0) {
5331                 this_eff_load *= this_load +
5332                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
5333
5334                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
5335         }
5336
5337         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
5338
5339         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5340
5341         if (!balanced)
5342                 return 0;
5343
5344         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
5345         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
5346
5347         return 1;
5348 }
5349
5350 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
5351 {
5352 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5353         if (!walt_disabled && sysctl_sched_use_walt_task_util) {
5354                 unsigned long demand = p->ravg.demand;
5355                 return (demand << 10) / walt_ravg_window;
5356         }
5357 #endif
5358         return p->se.avg.util_avg;
5359 }
5360
5361 unsigned int capacity_margin = 1280; /* ~20% margin */
5362
5363 static inline unsigned long boosted_task_util(struct task_struct *task);
5364
5365 static inline bool __task_fits(struct task_struct *p, int cpu, int util)
5366 {
5367         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5368
5369         util += boosted_task_util(p);
5370
5371         return (capacity * 1024) > (util * capacity_margin);
5372 }
5373
5374 static inline bool task_fits_max(struct task_struct *p, int cpu)
5375 {
5376         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5377         unsigned long max_capacity = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity.val;
5378
5379         if (capacity == max_capacity)
5380                 return true;
5381
5382         if (capacity * capacity_margin > max_capacity * 1024)
5383                 return true;
5384
5385         return __task_fits(p, cpu, 0);
5386 }
5387
5388 static bool cpu_overutilized(int cpu)
5389 {
5390         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5391 }
5392
5393 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5394
5395 static long
5396 schedtune_margin(unsigned long signal, long boost)
5397 {
5398         long long margin = 0;
5399
5400         /*
5401          * Signal proportional compensation (SPC)
5402          *
5403          * The Boost (B) value is used to compute a Margin (M) which is
5404          * proportional to the complement of the original Signal (S):
5405          *   M = B * (SCHED_LOAD_SCALE - S), if B is positive
5406          *   M = B * S, if B is negative
5407          * The obtained M could be used by the caller to "boost" S.
5408          */
5409         if (boost >= 0) {
5410                 margin  = SCHED_LOAD_SCALE - signal;
5411                 margin *= boost;
5412         } else
5413                 margin = -signal * boost;
5414         /*
5415          * Fast integer division by constant:
5416          *  Constant   :                 (C) = 100
5417          *  Precision  : 0.1%            (P) = 0.1
5418          *  Reference  : C * 100 / P     (R) = 100000
5419          *
5420          * Thus:
5421          *  Shift bits : ceil(log(R,2))  (S) = 17
5422          *  Mult const : round(2^S/C)    (M) = 1311
5423          *
5424          *
5425          */
5426         margin  *= 1311;
5427         margin >>= 17;
5428
5429         if (boost < 0)
5430                 margin *= -1;
5431         return margin;
5432 }
5433
5434 static inline int
5435 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5436 {
5437         int boost = schedtune_cpu_boost(cpu);
5438
5439         if (boost == 0)
5440                 return 0;
5441
5442         return schedtune_margin(util, boost);
5443 }
5444
5445 static inline long
5446 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5447 {
5448         int boost = schedtune_task_boost(task);
5449         unsigned long util;
5450         long margin;
5451
5452         if (boost == 0)
5453                 return 0;
5454
5455         util = task_util(task);
5456         margin = schedtune_margin(util, boost);
5457
5458         return margin;
5459 }
5460
5461 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5462
5463 static inline int
5464 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5465 {
5466         return 0;
5467 }
5468
5469 static inline int
5470 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5471 {
5472         return 0;
5473 }
5474
5475 #endif /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5476
5477 unsigned long
5478 boosted_cpu_util(int cpu)
5479 {
5480         unsigned long util = cpu_util(cpu);
5481         long margin = schedtune_cpu_margin(util, cpu);
5482
5483         trace_sched_boost_cpu(cpu, util, margin);
5484
5485         return util + margin;
5486 }
5487
5488 static inline unsigned long
5489 boosted_task_util(struct task_struct *task)
5490 {
5491         unsigned long util = task_util(task);
5492         long margin = schedtune_task_margin(task);
5493
5494         trace_sched_boost_task(task, util, margin);
5495
5496         return util + margin;
5497 }
5498
5499 /*
5500  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5501  * domain.
5502  */
5503 static struct sched_group *
5504 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5505                   int this_cpu, int sd_flag)
5506 {
5507         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5508         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
5509         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5510         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5511
5512         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5513                 load_idx = sd->wake_idx;
5514
5515         do {
5516                 unsigned long load, avg_load;
5517                 int local_group;
5518                 int i;
5519
5520                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5521                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
5522                                         tsk_cpus_allowed(p)))
5523                         continue;
5524
5525                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5526                                                sched_group_cpus(group));
5527
5528                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
5529                 avg_load = 0;
5530
5531                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
5532                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5533                         if (local_group)
5534                                 load = source_load(i, load_idx);
5535                         else
5536                                 load = target_load(i, load_idx);
5537
5538                         avg_load += load;
5539                 }
5540
5541                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5542                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
5543
5544                 if (local_group) {
5545                         this_load = avg_load;
5546                 } else if (avg_load < min_load) {
5547                         min_load = avg_load;
5548                         idlest = group;
5549                 }
5550         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5551
5552         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
5553                 return NULL;
5554         return idlest;
5555 }
5556
5557 /*
5558  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
5559  */
5560 static int
5561 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5562 {
5563         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5564         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5565         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5566         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5567         int shallowest_idle_cpu = -1;
5568         int i;
5569
5570         /* Traverse only the allowed CPUs */
5571         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
5572                 if (idle_cpu(i)) {
5573                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5574                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5575                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5576                                 /*
5577                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5578                                  * has the smallest exit latency irrespective
5579                                  * of any idle timestamp.
5580                                  */
5581                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5582                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5583                                 shallowest_idle_cpu = i;
5584                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5585                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5586                                 /*
5587                                  * If equal or no active idle state, then
5588                                  * the most recently idled CPU might have
5589                                  * a warmer cache.
5590                                  */
5591                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5592                                 shallowest_idle_cpu = i;
5593                         }
5594                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5595                         load = weighted_cpuload(i);
5596                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
5597                                 min_load = load;
5598                                 least_loaded_cpu = i;
5599                         }
5600                 }
5601         }
5602
5603         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5604 }
5605
5606 /*
5607  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
5608  */
5609 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
5610 {
5611         struct sched_domain *sd;
5612         struct sched_group *sg;
5613         int best_idle = -1;
5614         int best_idle_cstate = -1;
5615         int best_idle_capacity = INT_MAX;
5616
5617         if (!sysctl_sched_cstate_aware) {
5618                 if (idle_cpu(target))
5619                         return target;
5620
5621                 /*
5622                  * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
5623                  */
5624                 if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) && idle_cpu(prev))
5625                         return prev;
5626         }
5627
5628         /*
5629          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
5630          */
5631         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
5632         for_each_lower_domain(sd) {
5633                 sg = sd->groups;
5634                 do {
5635                         int i;
5636                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
5637                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
5638                                 goto next;
5639
5640                         if (sysctl_sched_cstate_aware) {
5641                                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg)) {
5642                                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5643                                         int idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5644                                         unsigned long new_usage = boosted_task_util(p);
5645                                         unsigned long capacity_orig = capacity_orig_of(i);
5646                                         if (new_usage > capacity_orig || !idle_cpu(i))
5647                                                 goto next;
5648
5649                                         if (i == target && new_usage <= capacity_curr_of(target))
5650                                                 return target;
5651
5652                                         if (best_idle < 0 || (idle_idx < best_idle_cstate && capacity_orig <= best_idle_capacity)) {
5653                                                 best_idle = i;
5654                                                 best_idle_cstate = idle_idx;
5655                                                 best_idle_capacity = capacity_orig;
5656                                         }
5657                                 }
5658                         } else {
5659                                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
5660                                         if (i == target || !idle_cpu(i))
5661                                                 goto next;
5662                                 }
5663
5664                                 target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
5665                                         tsk_cpus_allowed(p));
5666                                 goto done;
5667                         }
5668 next:
5669                         sg = sg->next;
5670                 } while (sg != sd->groups);
5671         }
5672         if (best_idle > 0)
5673                 target = best_idle;
5674
5675 done:
5676         return target;
5677 }
5678
5679 static inline int find_best_target(struct task_struct *p, bool boosted, bool prefer_idle)
5680 {
5681         int iter_cpu;
5682         int target_cpu = -1;
5683         int target_util = 0;
5684         int backup_capacity = 0;
5685         int best_idle_cpu = -1;
5686         int best_idle_cstate = INT_MAX;
5687         int backup_cpu = -1;
5688         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5689
5690         task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5691         for (iter_cpu = 0; iter_cpu < NR_CPUS; iter_cpu++) {
5692                 int cur_capacity;
5693                 struct rq *rq;
5694                 int idle_idx;
5695
5696                 /*
5697                  * Iterate from higher cpus for boosted tasks.
5698                  */
5699                 int i = boosted ? NR_CPUS-iter_cpu-1 : iter_cpu;
5700
5701                 if (!cpu_online(i) || !cpumask_test_cpu(i, tsk_cpus_allowed(p)))
5702                         continue;
5703
5704                 /*
5705                  * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5706                  * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5707                  * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5708                  */
5709                 new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5710
5711                 /*
5712                  * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5713                  * The target CPU can be already at a capacity level higher
5714                  * than the one required to boost the task.
5715                  */
5716                 if (new_util > capacity_orig_of(i))
5717                         continue;
5718
5719 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5720                 if (walt_cpu_high_irqload(i))
5721                         continue;
5722 #endif
5723                 /*
5724                  * Unconditionally favoring tasks that prefer idle cpus to
5725                  * improve latency.
5726                  */
5727                 if (idle_cpu(i) && prefer_idle) {
5728                         if (best_idle_cpu < 0)
5729                                 best_idle_cpu = i;
5730                         continue;
5731                 }
5732
5733                 cur_capacity = capacity_curr_of(i);
5734                 rq = cpu_rq(i);
5735                 idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5736
5737                 if (new_util < cur_capacity) {
5738                         if (cpu_rq(i)->nr_running) {
5739                                 if (prefer_idle) {
5740                                         /* Find a target cpu with highest
5741                                          * utilization.
5742                                          */
5743                                         if (target_util == 0 ||
5744                                                 target_util < new_util) {
5745                                                 target_cpu = i;
5746                                                 target_util = new_util;
5747                                         }
5748                                 } else {
5749                                         /* Find a target cpu with lowest
5750                                          * utilization.
5751                                          */
5752                                         if (target_util == 0 ||
5753                                                 target_util > new_util) {
5754                                                 target_cpu = i;
5755                                                 target_util = new_util;
5756                                         }
5757                                 }
5758                         } else if (!prefer_idle) {
5759                                 if (best_idle_cpu < 0 ||
5760                                         (sysctl_sched_cstate_aware &&
5761                                                 best_idle_cstate > idle_idx)) {
5762                                         best_idle_cstate = idle_idx;
5763                                         best_idle_cpu = i;
5764                                 }
5765                         }
5766                 } else if (backup_capacity == 0 ||
5767                                 backup_capacity > cur_capacity) {
5768                         // Find a backup cpu with least capacity.
5769                         backup_capacity = cur_capacity;
5770                         backup_cpu = i;
5771                 }
5772         }
5773
5774         if (prefer_idle && best_idle_cpu >= 0)
5775                 target_cpu = best_idle_cpu;
5776         else if (target_cpu < 0)
5777                 target_cpu = best_idle_cpu >= 0 ? best_idle_cpu : backup_cpu;
5778
5779         return target_cpu;
5780 }
5781
5782 static int energy_aware_wake_cpu(struct task_struct *p, int target, int sync)
5783 {
5784         struct sched_domain *sd;
5785         struct sched_group *sg, *sg_target;
5786         int target_max_cap = INT_MAX;
5787         int target_cpu = task_cpu(p);
5788         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5789         int i;
5790
5791         if (sysctl_sched_sync_hint_enable && sync) {
5792                 int cpu = smp_processor_id();
5793                 cpumask_t search_cpus;
5794                 cpumask_and(&search_cpus, tsk_cpus_allowed(p), cpu_online_mask);
5795                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &search_cpus))
5796                         return cpu;
5797         }
5798
5799         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, task_cpu(p)));
5800
5801         if (!sd)
5802                 return target;
5803
5804         sg = sd->groups;
5805         sg_target = sg;
5806
5807         if (sysctl_sched_is_big_little) {
5808
5809                 /*
5810                  * Find group with sufficient capacity. We only get here if no cpu is
5811                  * overutilized. We may end up overutilizing a cpu by adding the task,
5812                  * but that should not be any worse than select_idle_sibling().
5813                  * load_balance() should sort it out later as we get above the tipping
5814                  * point.
5815                  */
5816                 do {
5817                         /* Assuming all cpus are the same in group */
5818                         int max_cap_cpu = group_first_cpu(sg);
5819
5820                         /*
5821                          * Assume smaller max capacity means more energy-efficient.
5822                          * Ideally we should query the energy model for the right
5823                          * answer but it easily ends up in an exhaustive search.
5824                          */
5825                         if (capacity_of(max_cap_cpu) < target_max_cap &&
5826                             task_fits_max(p, max_cap_cpu)) {
5827                                 sg_target = sg;
5828                                 target_max_cap = capacity_of(max_cap_cpu);
5829                         }
5830                 } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5831
5832                 task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5833                 /* Find cpu with sufficient capacity */
5834                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg_target)) {
5835                         /*
5836                          * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5837                          * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5838                          * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5839                          */
5840                         new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5841
5842                         /*
5843                          * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5844                          * The target CPU can be already at a capacity level higher
5845                          * than the one required to boost the task.
5846                          */
5847                         if (new_util > capacity_orig_of(i))
5848                                 continue;
5849
5850                         if (new_util < capacity_curr_of(i)) {
5851                                 target_cpu = i;
5852                                 if (cpu_rq(i)->nr_running)
5853                                         break;
5854                         }
5855
5856                         /* cpu has capacity at higher OPP, keep it as fallback */
5857                         if (target_cpu == task_cpu(p))
5858                                 target_cpu = i;
5859                 }
5860         } else {
5861                 /*
5862                  * Find a cpu with sufficient capacity
5863                  */
5864 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHEDTUNE
5865                 bool boosted = schedtune_task_boost(p) > 0;
5866                 bool prefer_idle = schedtune_prefer_idle(p) > 0;
5867 #else
5868                 bool boosted = 0;
5869                 bool prefer_idle = 0;
5870 #endif
5871                 int tmp_target = find_best_target(p, boosted, prefer_idle);
5872                 if (tmp_target >= 0) {
5873                         target_cpu = tmp_target;
5874                         if ((boosted || prefer_idle) && idle_cpu(target_cpu))
5875                                 return target_cpu;
5876                 }
5877         }
5878
5879         if (target_cpu != task_cpu(p)) {
5880                 struct energy_env eenv = {
5881                         .util_delta     = task_util(p),
5882                         .src_cpu        = task_cpu(p),
5883                         .dst_cpu        = target_cpu,
5884                         .task           = p,
5885                 };
5886
5887                 /* Not enough spare capacity on previous cpu */
5888                 if (cpu_overutilized(task_cpu(p)))
5889                         return target_cpu;
5890
5891                 if (energy_diff(&eenv) >= 0)
5892                         return task_cpu(p);
5893         }
5894
5895         return target_cpu;
5896 }
5897
5898 /*
5899  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
5900  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
5901  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
5902  *
5903  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
5904  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
5905  *
5906  * Returns the target cpu number.
5907  *
5908  * preempt must be disabled.
5909  */
5910 static int
5911 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
5912 {
5913         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
5914         int cpu = smp_processor_id();
5915         int new_cpu = prev_cpu;
5916         int want_affine = 0;
5917         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
5918
5919         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5920                 want_affine = (!wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) ||
5921                               energy_aware();
5922
5923         rcu_read_lock();
5924         for_each_domain(cpu, tmp) {
5925                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5926                         break;
5927
5928                 /*
5929                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
5930                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
5931                  */
5932                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
5933                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
5934                         affine_sd = tmp;
5935                         break;
5936                 }
5937
5938                 if (tmp->flags & sd_flag)
5939                         sd = tmp;
5940                 else if (!want_affine)
5941                         break;
5942         }
5943
5944         if (affine_sd) {
5945                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
5946                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, prev_cpu, sync))
5947                         new_cpu = cpu;
5948         }
5949
5950         if (!sd) {
5951                 if (energy_aware() && !cpu_rq(cpu)->rd->overutilized)
5952                         new_cpu = energy_aware_wake_cpu(p, prev_cpu, sync);
5953                 else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
5954                         new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
5955
5956         } else while (sd) {
5957                 struct sched_group *group;
5958                 int weight;
5959
5960                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5961                         sd = sd->child;
5962                         continue;
5963                 }
5964
5965                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5966                 if (!group) {
5967                         sd = sd->child;
5968                         continue;
5969                 }
5970
5971                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
5972                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
5973                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
5974                         sd = sd->child;
5975                         continue;
5976                 }
5977
5978                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
5979                 cpu = new_cpu;
5980                 weight = sd->span_weight;
5981                 sd = NULL;
5982                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5983                         if (weight <= tmp->span_weight)
5984                                 break;
5985                         if (tmp->flags & sd_flag)
5986                                 sd = tmp;
5987                 }
5988                 /* while loop will break here if sd == NULL */
5989         }
5990         rcu_read_unlock();
5991
5992         return new_cpu;
5993 }
5994
5995 /*
5996  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
5997  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
5998  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
5999  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
6000  */
6001 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
6002 {
6003         /*
6004          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
6005          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
6006          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
6007          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
6008          * load sounds not bad.
6009          */
6010         remove_entity_load_avg(&p->se);
6011
6012         /* Tell new CPU we are migrated */
6013         p->se.avg.last_update_time = 0;
6014
6015         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6016         p->se.exec_start = 0;
6017 }
6018
6019 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6020 {
6021         remove_entity_load_avg(&p->se);
6022 }
6023 #else
6024 #define task_fits_max(p, cpu) true
6025 #endif /* CONFIG_SMP */
6026
6027 static unsigned long
6028 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6029 {
6030         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6031
6032         /*
6033          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6034          * to virtual-time in his units.
6035          *
6036          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6037          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6038          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6039          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6040          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6041          *
6042          * This is especially important for buddies when the leftmost
6043          * task is higher priority than the buddy.
6044          */
6045         return calc_delta_fair(gran, se);
6046 }
6047
6048 /*
6049  * Should 'se' preempt 'curr'.
6050  *
6051  *             |s1
6052  *        |s2
6053  *   |s3
6054  *         g
6055  *      |<--->|c
6056  *
6057  *  w(c, s1) = -1
6058  *  w(c, s2) =  0
6059  *  w(c, s3) =  1
6060  *
6061  */
6062 static int
6063 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6064 {
6065         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6066
6067         if (vdiff <= 0)
6068                 return -1;
6069
6070         gran = wakeup_gran(curr, se);
6071         if (vdiff > gran)
6072                 return 1;
6073
6074         return 0;
6075 }
6076
6077 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6078 {
6079         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6080                 return;
6081
6082         for_each_sched_entity(se)
6083                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6084 }
6085
6086 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6087 {
6088         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6089                 return;
6090
6091         for_each_sched_entity(se)
6092                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6093 }
6094
6095 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6096 {
6097         for_each_sched_entity(se)
6098                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6099 }
6100
6101 /*
6102  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6103  */
6104 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6105 {
6106         struct task_struct *curr = rq->curr;
6107         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6108         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6109         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6110         int next_buddy_marked = 0;
6111
6112         if (unlikely(se == pse))
6113                 return;
6114
6115         /*
6116          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6117          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6118          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6119          * next-buddy nomination below.
6120          */
6121         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6122                 return;
6123
6124         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6125                 set_next_buddy(pse);
6126                 next_buddy_marked = 1;
6127         }
6128
6129         /*
6130          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6131          * wake up path.
6132          *
6133          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6134          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6135          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6136          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6137          * below.
6138          */
6139         if (test_tsk_need_resched(curr))
6140                 return;
6141
6142         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6143         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
6144             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
6145                 goto preempt;
6146
6147         /*
6148          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6149          * is driven by the tick):
6150          */
6151         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6152                 return;
6153
6154         find_matching_se(&se, &pse);
6155         update_curr(cfs_rq_of(se));
6156         BUG_ON(!pse);
6157         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6158                 /*
6159                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6160                  * triggering this preemption.
6161                  */
6162                 if (!next_buddy_marked)
6163                         set_next_buddy(pse);
6164                 goto preempt;
6165         }
6166
6167         return;
6168
6169 preempt:
6170         resched_curr(rq);
6171         /*
6172          * Only set the backward buddy when the current task is still
6173          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6174          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6175          * point, either of which can * drop the rq lock.
6176          *
6177          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6178          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6179          */
6180         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6181                 return;
6182
6183         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6184                 set_last_buddy(se);
6185 }
6186
6187 static struct task_struct *
6188 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6189 {
6190         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6191         struct sched_entity *se;
6192         struct task_struct *p;
6193         int new_tasks;
6194
6195 again:
6196 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6197         if (!cfs_rq->nr_running)
6198                 goto idle;
6199
6200         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6201                 goto simple;
6202
6203         /*
6204          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6205          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6206          *
6207          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6208          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6209          */
6210
6211         do {
6212                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6213
6214                 /*
6215                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6216                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6217                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6218                  * forget we've ever seen it.
6219                  */
6220                 if (curr) {
6221                         if (curr->on_rq)
6222                                 update_curr(cfs_rq);
6223                         else
6224                                 curr = NULL;
6225
6226                         /*
6227                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6228                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6229                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
6230                          * be correct.
6231                          */
6232                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
6233                                 goto simple;
6234                 }
6235
6236                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6237                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6238         } while (cfs_rq);
6239
6240         p = task_of(se);
6241
6242         /*
6243          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6244          * is a different task than we started out with, try and touch the
6245          * least amount of cfs_rqs.
6246          */
6247         if (prev != p) {
6248                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6249
6250                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6251                         int se_depth = se->depth;
6252                         int pse_depth = pse->depth;
6253
6254                         if (se_depth <= pse_depth) {
6255                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6256                                 pse = parent_entity(pse);
6257                         }
6258                         if (se_depth >= pse_depth) {
6259                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6260                                 se = parent_entity(se);
6261                         }
6262                 }
6263
6264                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6265                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6266         }
6267
6268         if (hrtick_enabled(rq))
6269                 hrtick_start_fair(rq, p);
6270
6271         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6272
6273         return p;
6274 simple:
6275         cfs_rq = &rq->cfs;
6276 #endif
6277
6278         if (!cfs_rq->nr_running)
6279                 goto idle;
6280
6281         put_prev_task(rq, prev);
6282
6283         do {
6284                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6285                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6286                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6287         } while (cfs_rq);
6288
6289         p = task_of(se);
6290
6291         if (hrtick_enabled(rq))
6292                 hrtick_start_fair(rq, p);
6293
6294         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6295
6296         return p;
6297
6298 idle:
6299         rq->misfit_task = 0;
6300         /*
6301          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
6302          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
6303          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
6304          * re-start the picking loop.
6305          */
6306         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
6307         new_tasks = idle_balance(rq);
6308         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
6309         /*
6310          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6311          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6312          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6313          */
6314         if (new_tasks < 0)
6315                 return RETRY_TASK;
6316
6317         if (new_tasks > 0)
6318                 goto again;
6319
6320         return NULL;
6321 }
6322
6323 /*
6324  * Account for a descheduled task:
6325  */
6326 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6327 {
6328         struct sched_entity *se = &prev->se;
6329         struct cfs_rq *cfs_rq;
6330
6331         for_each_sched_entity(se) {
6332                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6333                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6334         }
6335 }
6336
6337 /*
6338  * sched_yield() is very simple
6339  *
6340  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6341  */
6342 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6343 {
6344         struct task_struct *curr = rq->curr;
6345         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6346         struct sched_entity *se = &curr->se;
6347
6348         /*
6349          * Are we the only task in the tree?
6350          */
6351         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6352                 return;
6353
6354         clear_buddies(cfs_rq, se);
6355
6356         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6357                 update_rq_clock(rq);
6358                 /*
6359                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6360                  */
6361                 update_curr(cfs_rq);
6362                 /*
6363                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6364                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6365                  * and double the fastpath cost.
6366                  */
6367                 rq_clock_skip_update(rq, true);
6368         }
6369
6370         set_skip_buddy(se);
6371 }
6372
6373 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6374 {
6375         struct sched_entity *se = &p->se;
6376
6377         /* throttled hierarchies are not runnable */
6378         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6379                 return false;
6380
6381         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6382         set_next_buddy(se);
6383
6384         yield_task_fair(rq);
6385
6386         return true;
6387 }
6388
6389 #ifdef CONFIG_SMP
6390 /**************************************************
6391  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6392  *
6393  * BASICS
6394  *
6395  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6396  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6397  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6398  *
6399  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6400  *
6401  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
6402  * W_i,0 is defined as:
6403  *
6404  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6405  *
6406  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
6407  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
6408  *
6409  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6410  * weight:
6411  *
6412  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6413  *
6414  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
6415  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6416  * can also include other factors [XXX].
6417  *
6418  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6419  * directly from (1):
6420  *
6421  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6422  *
6423  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6424  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6425  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6426  *
6427  * [XXX expand on:
6428  *     - infeasible weights;
6429  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6430  *
6431  *
6432  * SCHED DOMAINS
6433  *
6434  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6435  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
6436  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6437  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
6438  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6439  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
6440  * the groups.
6441  *
6442  * This yields:
6443  *
6444  *     log_2 n     1     n
6445  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6446  *     i = 0      2^i   2^i
6447  *                               `- size of each group
6448  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
6449  *         |         `- freq
6450  *         `- sum over all levels
6451  *
6452  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6453  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6454  *
6455  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6456  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
6457  *
6458  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6459  *
6460  *             log_2 n     
6461  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6462  *             k = 0
6463  *
6464  * And you'll find that:
6465  *
6466  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6467  *
6468  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
6469  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6470  * of:
6471  *
6472  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6473  *
6474  *
6475  * WORK CONSERVING
6476  *
6477  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6478  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
6479  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6480  *
6481  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6482  * time.
6483  *
6484  * [XXX more?]
6485  *
6486  *
6487  * CGROUPS
6488  *
6489  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6490  *
6491  *                                s_k,i
6492  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6493  *                                 S_k
6494  *
6495  * Where
6496  *
6497  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6498  *
6499  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
6500  *
6501  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6502  * property.
6503  *
6504  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6505  *      rewrite all of this once again.]
6506  */ 
6507
6508 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6509
6510 enum fbq_type { regular, remote, all };
6511
6512 enum group_type {
6513         group_other = 0,
6514         group_misfit_task,
6515         group_imbalanced,
6516         group_overloaded,
6517 };
6518
6519 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
6520 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
6521 #define LBF_DST_PINNED  0x04
6522 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
6523
6524 struct lb_env {
6525         struct sched_domain     *sd;
6526
6527         struct rq               *src_rq;
6528         int                     src_cpu;
6529
6530         int                     dst_cpu;
6531         struct rq               *dst_rq;
6532
6533         struct cpumask          *dst_grpmask;
6534         int                     new_dst_cpu;
6535         enum cpu_idle_type      idle;
6536         long                    imbalance;
6537         unsigned int            src_grp_nr_running;
6538         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
6539         struct cpumask          *cpus;
6540
6541         unsigned int            flags;
6542
6543         unsigned int            loop;
6544         unsigned int            loop_break;
6545         unsigned int            loop_max;
6546
6547         enum fbq_type           fbq_type;
6548         enum group_type         busiest_group_type;
6549         struct list_head        tasks;
6550 };
6551
6552 /*
6553  * Is this task likely cache-hot:
6554  */
6555 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6556 {
6557         s64 delta;
6558
6559         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6560
6561         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6562                 return 0;
6563
6564         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
6565                 return 0;
6566
6567         /*
6568          * Buddy candidates are cache hot:
6569          */
6570         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
6571                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
6572                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
6573                 return 1;
6574
6575         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
6576                 return 1;
6577         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
6578                 return 0;
6579
6580         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
6581
6582         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
6583 }
6584
6585 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6586 /*
6587  * Returns 1, if task migration degrades locality
6588  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
6589  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
6590  */
6591 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6592 {
6593         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
6594         unsigned long src_faults, dst_faults;
6595         int src_nid, dst_nid;
6596
6597         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
6598                 return -1;
6599
6600         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
6601                 return -1;
6602
6603         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
6604         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
6605
6606         if (src_nid == dst_nid)
6607                 return -1;
6608
6609         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
6610         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
6611                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
6612                         return 1;
6613                 else
6614                         return -1;
6615         }
6616
6617         /* Encourage migration to the preferred node. */
6618         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
6619                 return 0;
6620
6621         if (numa_group) {
6622                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
6623                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
6624         } else {
6625                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
6626                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
6627         }
6628
6629         return dst_faults < src_faults;
6630 }
6631
6632 #else
6633 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
6634                                              struct lb_env *env)
6635 {
6636         return -1;
6637 }
6638 #endif
6639
6640 /*
6641  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
6642  */
6643 static
6644 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6645 {
6646         int tsk_cache_hot;
6647
6648         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6649
6650         /*
6651          * We do not migrate tasks that are:
6652          * 1) throttled_lb_pair, or
6653          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
6654          * 3) running (obviously), or
6655          * 4) are cache-hot on their current CPU.
6656          */
6657         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
6658                 return 0;
6659
6660         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6661                 int cpu;
6662
6663                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
6664
6665                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
6666
6667                 /*
6668                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
6669                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
6670                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
6671                  *
6672                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
6673                  * one in current iteration.
6674                  */
6675                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
6676                         return 0;
6677
6678                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6679                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
6680                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6681                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
6682                                 env->new_dst_cpu = cpu;
6683                                 break;
6684                         }
6685                 }
6686
6687                 return 0;
6688         }
6689
6690         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
6691         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
6692
6693         if (task_running(env->src_rq, p)) {
6694                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
6695                 return 0;
6696         }
6697
6698         /*
6699          * Aggressive migration if:
6700          * 1) destination numa is preferred
6701          * 2) task is cache cold, or
6702          * 3) too many balance attempts have failed.
6703          */
6704         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
6705         if (tsk_cache_hot == -1)
6706                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
6707
6708         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
6709             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
6710                 if (tsk_cache_hot == 1) {
6711                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
6712                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
6713                 }
6714                 return 1;
6715         }
6716
6717         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
6718         return 0;
6719 }
6720
6721 /*
6722  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
6723  */
6724 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6725 {
6726         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6727
6728         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
6729         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6730         double_lock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6731         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
6732         double_unlock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6733 }
6734
6735 /*
6736  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
6737  * part of active balancing operations within "domain".
6738  *
6739  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
6740  */
6741 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
6742 {
6743         struct task_struct *p, *n;
6744
6745         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6746
6747         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
6748                 if (!can_migrate_task(p, env))
6749                         continue;
6750
6751                 detach_task(p, env);
6752
6753                 /*
6754                  * Right now, this is only the second place where
6755                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
6756                  * so we can safely collect stats here rather than
6757                  * inside detach_tasks().
6758                  */
6759                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
6760                 return p;
6761         }
6762         return NULL;
6763 }
6764
6765 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
6766
6767 /*
6768  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
6769  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
6770  *
6771  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
6772  */
6773 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
6774 {
6775         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
6776         struct task_struct *p;
6777         unsigned long load;
6778         int detached = 0;
6779
6780         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6781
6782         if (env->imbalance <= 0)
6783                 return 0;
6784
6785         while (!list_empty(tasks)) {
6786                 /*
6787                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
6788                  * which could at worst lead to a livelock crash.
6789                  */
6790                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
6791                         break;
6792
6793                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6794
6795                 env->loop++;
6796                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
6797                 if (env->loop > env->loop_max)
6798                         break;
6799
6800                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
6801                 if (env->loop > env->loop_break) {
6802                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
6803                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
6804                         break;
6805                 }
6806
6807                 if (!can_migrate_task(p, env))
6808                         goto next;
6809
6810                 load = task_h_load(p);
6811
6812                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
6813                         goto next;
6814
6815                 if ((load / 2) > env->imbalance)
6816                         goto next;
6817
6818                 detach_task(p, env);
6819                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
6820
6821                 detached++;
6822                 env->imbalance -= load;
6823
6824 #ifdef CONFIG_PREEMPT
6825                 /*
6826                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
6827                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
6828                  * the critical section.
6829                  */
6830                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6831                         break;
6832 #endif
6833
6834                 /*
6835                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
6836                  * weighted load.
6837                  */
6838                 if (env->imbalance <= 0)
6839                         break;
6840
6841                 continue;
6842 next:
6843                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
6844         }
6845
6846         /*
6847          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
6848          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
6849          * than inside detach_one_task().
6850          */
6851         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
6852
6853         return detached;
6854 }
6855
6856 /*
6857  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
6858  */
6859 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6860 {
6861         lockdep_assert_held(&rq->lock);
6862
6863         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
6864         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6865         activate_task(rq, p, 0);
6866         check_preempt_curr(rq, p, 0);
6867 }
6868
6869 /*
6870  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
6871  * its new rq.
6872  */
6873 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6874 {
6875         raw_spin_lock(&rq->lock);
6876         attach_task(rq, p);
6877         /*
6878          * We want to potentially raise target_cpu's OPP.
6879          */
6880         update_capacity_of(cpu_of(rq));
6881         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6882 }
6883
6884 /*
6885  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
6886  * new rq.
6887  */
6888 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
6889 {
6890         struct list_head *tasks = &env->tasks;
6891         struct task_struct *p;
6892
6893         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
6894
6895         while (!list_empty(tasks)) {
6896                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6897                 list_del_init(&p->se.group_node);
6898
6899                 attach_task(env->dst_rq, p);
6900         }
6901
6902         /*
6903          * We want to potentially raise env.dst_cpu's OPP.
6904          */
6905         update_capacity_of(env->dst_cpu);
6906
6907         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
6908 }
6909
6910 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6911 static void update_blocked_averages(int cpu)
6912 {
6913         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6914         struct cfs_rq *cfs_rq;
6915         unsigned long flags;
6916
6917         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6918         update_rq_clock(rq);
6919
6920         /*
6921          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
6922          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
6923          */
6924         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
6925                 /* throttled entities do not contribute to load */
6926                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
6927                         continue;
6928
6929                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq,
6930                                            true))
6931                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
6932         }
6933         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6934 }
6935
6936 /*
6937  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
6938  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
6939  * group is a fraction of its parents load.
6940  */
6941 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
6942 {
6943         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
6944         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
6945         unsigned long now = jiffies;
6946         unsigned long load;
6947
6948         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6949                 return;
6950
6951         cfs_rq->h_load_next = NULL;
6952         for_each_sched_entity(se) {
6953                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6954                 cfs_rq->h_load_next = se;
6955                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6956                         break;
6957         }
6958
6959         if (!se) {
6960                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
6961                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6962         }
6963
6964         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
6965                 load = cfs_rq->h_load;
6966                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
6967                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6968                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6969                 cfs_rq->h_load = load;
6970                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6971         }
6972 }
6973
6974 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6975 {
6976         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
6977
6978         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
6979         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
6980                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6981 }
6982 #else
6983 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
6984 {
6985         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6986         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6987         unsigned long flags;
6988
6989         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6990         update_rq_clock(rq);
6991         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq, true);
6992         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6993 }
6994
6995 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6996 {
6997         return p->se.avg.load_avg;
6998 }
6999 #endif
7000
7001 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7002
7003 /*
7004  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7005  */
7006 struct sg_lb_stats {
7007         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7008         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7009         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
7010         unsigned long load_per_task;
7011         unsigned long group_capacity;
7012         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7013         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7014         unsigned int idle_cpus;
7015         unsigned int group_weight;
7016         enum group_type group_type;
7017         int group_no_capacity;
7018         int group_misfit_task; /* A cpu has a task too big for its capacity */
7019 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7020         unsigned int nr_numa_running;
7021         unsigned int nr_preferred_running;
7022 #endif
7023 };
7024
7025 /*
7026  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7027  *               during load balancing.
7028  */
7029 struct sd_lb_stats {
7030         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7031         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7032         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7033         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7034         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7035
7036         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7037         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7038 };
7039
7040 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7041 {
7042         /*
7043          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7044          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7045          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7046          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7047          */
7048         *sds = (struct sd_lb_stats){
7049                 .busiest = NULL,
7050                 .local = NULL,
7051                 .total_load = 0UL,
7052                 .total_capacity = 0UL,
7053                 .busiest_stat = {
7054                         .avg_load = 0UL,
7055                         .sum_nr_running = 0,
7056                         .group_type = group_other,
7057                 },
7058         };
7059 }
7060
7061 /**
7062  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7063  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7064  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7065  *
7066  * Return: The load index.
7067  */
7068 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7069                                         enum cpu_idle_type idle)
7070 {
7071         int load_idx;
7072
7073         switch (idle) {
7074         case CPU_NOT_IDLE:
7075                 load_idx = sd->busy_idx;
7076                 break;
7077
7078         case CPU_NEWLY_IDLE:
7079                 load_idx = sd->newidle_idx;
7080                 break;
7081         default:
7082                 load_idx = sd->idle_idx;
7083                 break;
7084         }
7085
7086         return load_idx;
7087 }
7088
7089 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
7090 {
7091         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7092         u64 total, used, age_stamp, avg;
7093         s64 delta;
7094
7095         /*
7096          * Since we're reading these variables without serialization make sure
7097          * we read them once before doing sanity checks on them.
7098          */
7099         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
7100         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
7101         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
7102
7103         if (unlikely(delta < 0))
7104                 delta = 0;
7105
7106         total = sched_avg_period() + delta;
7107
7108         used = div_u64(avg, total);
7109
7110         /*
7111          * deadline bandwidth is defined at system level so we must
7112          * weight this bandwidth with the max capacity of the system.
7113          * As a reminder, avg_bw is 20bits width and
7114          * scale_cpu_capacity is 10 bits width
7115          */
7116         used += div_u64(rq->dl.avg_bw, arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu));
7117
7118         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
7119                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
7120
7121         return 1;
7122 }
7123
7124 void init_max_cpu_capacity(struct max_cpu_capacity *mcc)
7125 {
7126         raw_spin_lock_init(&mcc->lock);
7127         mcc->val = 0;
7128         mcc->cpu = -1;
7129 }
7130
7131 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7132 {
7133         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7134         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7135         struct max_cpu_capacity *mcc;
7136         unsigned long max_capacity;
7137         int max_cap_cpu;
7138         unsigned long flags;
7139
7140         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
7141
7142         mcc = &cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
7143
7144         raw_spin_lock_irqsave(&mcc->lock, flags);
7145         max_capacity = mcc->val;
7146         max_cap_cpu = mcc->cpu;
7147
7148         if ((max_capacity > capacity && max_cap_cpu == cpu) ||
7149             (max_capacity < capacity)) {
7150                 mcc->val = capacity;
7151                 mcc->cpu = cpu;
7152 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7153                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7154                 printk_deferred(KERN_INFO "CPU%d: update max cpu_capacity %lu\n",
7155                                 cpu, capacity);
7156                 goto skip_unlock;
7157 #endif
7158         }
7159         raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7160
7161 skip_unlock: __attribute__ ((unused));
7162         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
7163         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7164
7165         if (!capacity)
7166                 capacity = 1;
7167
7168         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7169         sdg->sgc->capacity = capacity;
7170         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7171 }
7172
7173 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7174 {
7175         struct sched_domain *child = sd->child;
7176         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7177         unsigned long capacity, max_capacity;
7178         unsigned long interval;
7179
7180         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7181         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7182         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7183
7184         if (!child) {
7185                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7186                 return;
7187         }
7188
7189         capacity = 0;
7190         max_capacity = 0;
7191
7192         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7193                 /*
7194                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7195                  * span the current group.
7196                  */
7197
7198                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
7199                         struct sched_group_capacity *sgc;
7200                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7201
7202                         /*
7203                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7204                          * gets here before we've attached the domains to the
7205                          * runqueues.
7206                          *
7207                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7208                          * in update_cpu_capacity().
7209                          *
7210                          * This avoids capacity from being 0 and
7211                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7212                          */
7213                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7214                                 capacity += capacity_of(cpu);
7215                         } else {
7216                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7217                                 capacity += sgc->capacity;
7218                         }
7219
7220                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7221                 }
7222         } else  {
7223                 /*
7224                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7225                  * span the current group.
7226                  */ 
7227
7228                 group = child->groups;
7229                 do {
7230                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7231
7232                         capacity += sgc->capacity;
7233                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7234                         group = group->next;
7235                 } while (group != child->groups);
7236         }
7237
7238         sdg->sgc->capacity = capacity;
7239         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7240 }
7241
7242 /*
7243  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7244  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7245  * Return true is the capacity is reduced
7246  */
7247 static inline int
7248 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7249 {
7250         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7251                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7252 }
7253
7254 /*
7255  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7256  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
7257  *
7258  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
7259  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
7260  * Something like:
7261  *
7262  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7263  *              *     * * *
7264  *
7265  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7266  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7267  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
7268  *
7269  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7270  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7271  * moving tasks due to affinity constraints.
7272  *
7273  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7274  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7275  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7276  * to create an effective group imbalance.
7277  *
7278  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7279  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7280  * subtle and fragile situation.
7281  */
7282
7283 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7284 {
7285         return group->sgc->imbalance;
7286 }
7287
7288 /*
7289  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7290  * be used by some tasks.
7291  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7292  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7293  * available capacity for CFS tasks.
7294  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7295  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7296  * capacity in meaningful for the load balancer.
7297  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7298  * any benefit for the load balance.
7299  */
7300 static inline bool
7301 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7302 {
7303         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7304                 return true;
7305
7306         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7307                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7308                 return true;
7309
7310         return false;
7311 }
7312
7313 /*
7314  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7315  *  handle.
7316  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7317  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7318  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7319  *  false.
7320  */
7321 static inline bool
7322 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7323 {
7324         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7325                 return false;
7326
7327         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7328                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7329                 return true;
7330
7331         return false;
7332 }
7333
7334
7335 /*
7336  * group_smaller_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7337  * per-cpu capacity than sched_group ref.
7338  */
7339 static inline bool
7340 group_smaller_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7341 {
7342         return sg->sgc->max_capacity + capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE <
7343                                                         ref->sgc->max_capacity;
7344 }
7345
7346 static inline enum
7347 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7348                           struct sg_lb_stats *sgs)
7349 {
7350         if (sgs->group_no_capacity)
7351                 return group_overloaded;
7352
7353         if (sg_imbalanced(group))
7354                 return group_imbalanced;
7355
7356         if (sgs->group_misfit_task)
7357                 return group_misfit_task;
7358
7359         return group_other;
7360 }
7361
7362 /**
7363  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7364  * @env: The load balancing environment.
7365  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7366  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
7367  * @local_group: Does group contain this_cpu.
7368  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7369  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
7370  * @overutilized: Indicate overutilization for any CPU.
7371  */
7372 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7373                         struct sched_group *group, int load_idx,
7374                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
7375                         bool *overload, bool *overutilized)
7376 {
7377         unsigned long load;
7378         int i, nr_running;
7379
7380         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7381
7382         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7383                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7384
7385                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
7386                 if (local_group)
7387                         load = target_load(i, load_idx);
7388                 else
7389                         load = source_load(i, load_idx);
7390
7391                 sgs->group_load += load;
7392                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7393                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7394
7395                 nr_running = rq->nr_running;
7396                 if (nr_running > 1)
7397                         *overload = true;
7398
7399 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7400                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7401                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7402 #endif
7403                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
7404                 /*
7405                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
7406                  */
7407                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
7408                         sgs->idle_cpus++;
7409
7410                 if (cpu_overutilized(i)) {
7411                         *overutilized = true;
7412                         if (!sgs->group_misfit_task && rq->misfit_task)
7413                                 sgs->group_misfit_task = capacity_of(i);
7414                 }
7415         }
7416
7417         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
7418         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7419         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
7420
7421         if (sgs->sum_nr_running)
7422                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
7423
7424         sgs->group_weight = group->group_weight;
7425
7426         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
7427         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
7428 }
7429
7430 /**
7431  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7432  * @env: The load balancing environment.
7433  * @sds: sched_domain statistics
7434  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7435  * @sgs: sched_group statistics
7436  *
7437  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7438  * busiest group.
7439  *
7440  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7441  * busiest group. %false otherwise.
7442  */
7443 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7444                                    struct sd_lb_stats *sds,
7445                                    struct sched_group *sg,
7446                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7447 {
7448         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7449
7450         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
7451                 return true;
7452
7453         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
7454                 return false;
7455
7456         /*
7457          * Candidate sg doesn't face any serious load-balance problems
7458          * so don't pick it if the local sg is already filled up.
7459          */
7460         if (sgs->group_type == group_other &&
7461             !group_has_capacity(env, &sds->local_stat))
7462                 return false;
7463
7464         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
7465                 return false;
7466
7467         /*
7468          * Candiate sg has no more than one task per cpu and has higher
7469          * per-cpu capacity. No reason to pull tasks to less capable cpus.
7470          */
7471         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
7472             group_smaller_cpu_capacity(sds->local, sg))
7473                 return false;
7474
7475         /* This is the busiest node in its class. */
7476         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7477                 return true;
7478
7479         /*
7480          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
7481          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
7482          * higher than ourself as busy.
7483          */
7484         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
7485                 if (!sds->busiest)
7486                         return true;
7487
7488                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
7489                         return true;
7490         }
7491
7492         return false;
7493 }
7494
7495 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7496 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7497 {
7498         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
7499                 return regular;
7500         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
7501                 return remote;
7502         return all;
7503 }
7504
7505 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7506 {
7507         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
7508                 return regular;
7509         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
7510                 return remote;
7511         return all;
7512 }
7513 #else
7514 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7515 {
7516         return all;
7517 }
7518
7519 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7520 {
7521         return regular;
7522 }
7523 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7524
7525 /**
7526  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
7527  * @env: The load balancing environment.
7528  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
7529  */
7530 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7531 {
7532         struct sched_domain *child = env->sd->child;
7533         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7534         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
7535         int load_idx, prefer_sibling = 0;
7536         bool overload = false, overutilized = false;
7537
7538         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
7539                 prefer_sibling = 1;
7540
7541         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
7542
7543         do {
7544                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
7545                 int local_group;
7546
7547                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
7548                 if (local_group) {
7549                         sds->local = sg;
7550                         sgs = &sds->local_stat;
7551
7552                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
7553                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
7554                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
7555                 }
7556
7557                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
7558                                                 &overload, &overutilized);
7559
7560                 if (local_group)
7561                         goto next_group;
7562
7563                 /*
7564                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
7565                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
7566                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
7567                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
7568                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
7569                  * you always pull from the heaviest group when it is already
7570                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
7571                  * the tasks on the system).
7572                  */
7573                 if (prefer_sibling && sds->local &&
7574                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
7575                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
7576                         sgs->group_no_capacity = 1;
7577                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
7578                 }
7579
7580                 /*
7581                  * Ignore task groups with misfit tasks if local group has no
7582                  * capacity or if per-cpu capacity isn't higher.
7583                  */
7584                 if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
7585                     (!group_has_capacity(env, &sds->local_stat) ||
7586                      !group_smaller_cpu_capacity(sg, sds->local)))
7587                         sgs->group_type = group_other;
7588
7589                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
7590                         sds->busiest = sg;
7591                         sds->busiest_stat = *sgs;
7592                 }
7593
7594 next_group:
7595                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
7596                 sds->total_load += sgs->group_load;
7597                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
7598
7599                 sg = sg->next;
7600         } while (sg != env->sd->groups);
7601
7602         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
7603                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
7604
7605         env->src_grp_nr_running = sds->busiest_stat.sum_nr_running;
7606
7607         if (!env->sd->parent) {
7608                 /* update overload indicator if we are at root domain */
7609                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
7610                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
7611
7612                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
7613                 if (env->dst_rq->rd->overutilized != overutilized) {
7614                         env->dst_rq->rd->overutilized = overutilized;
7615                         trace_sched_overutilized(overutilized);
7616                 }
7617         } else {
7618                 if (!env->dst_rq->rd->overutilized && overutilized) {
7619                         env->dst_rq->rd->overutilized = true;
7620                         trace_sched_overutilized(true);
7621                 }
7622         }
7623
7624 }
7625
7626 /**
7627  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
7628  *                      sched doman.
7629  *
7630  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
7631  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
7632  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
7633  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
7634  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
7635  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
7636  *
7637  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
7638  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
7639  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
7640  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
7641  * number.
7642  *
7643  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
7644  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
7645  *
7646  * @env: The load balancing environment.
7647  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
7648  */
7649 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7650 {
7651         int busiest_cpu;
7652
7653         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7654                 return 0;
7655
7656         if (!sds->busiest)
7657                 return 0;
7658
7659         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
7660         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
7661                 return 0;
7662
7663         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
7664                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
7665                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
7666
7667         return 1;
7668 }
7669
7670 /**
7671  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
7672  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
7673  *                      load balancing.
7674  * @env: The load balancing environment.
7675  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7676  */
7677 static inline
7678 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7679 {
7680         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
7681         unsigned int imbn = 2;
7682         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
7683         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7684
7685         local = &sds->local_stat;
7686         busiest = &sds->busiest_stat;
7687
7688         if (!local->sum_nr_running)
7689                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
7690         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
7691                 imbn = 1;
7692
7693         scaled_busy_load_per_task =
7694                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7695                 busiest->group_capacity;
7696
7697         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
7698             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
7699                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7700                 return;
7701         }
7702
7703         /*
7704          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
7705          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
7706          * moving them.
7707          */
7708
7709         capa_now += busiest->group_capacity *
7710                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
7711         capa_now += local->group_capacity *
7712                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
7713         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7714
7715         /* Amount of load we'd subtract */
7716         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
7717                 capa_move += busiest->group_capacity *
7718                             min(busiest->load_per_task,
7719                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
7720         }
7721
7722         /* Amount of load we'd add */
7723         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
7724             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7725                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
7726                       local->group_capacity;
7727         } else {
7728                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7729                       local->group_capacity;
7730         }
7731         capa_move += local->group_capacity *
7732                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
7733         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7734
7735         /* Move if we gain throughput */
7736         if (capa_move > capa_now)
7737                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7738 }
7739
7740 /**
7741  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
7742  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
7743  * @env: load balance environment
7744  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7745  */
7746 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7747 {
7748         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
7749         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7750
7751         local = &sds->local_stat;
7752         busiest = &sds->busiest_stat;
7753
7754         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
7755                 /*
7756                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
7757                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
7758                  */
7759                 busiest->load_per_task =
7760                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
7761         }
7762
7763         /*
7764          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
7765          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
7766          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
7767          */
7768         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
7769             local->avg_load >= sds->avg_load) {
7770                 /* Misfitting tasks should be migrated in any case */
7771                 if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7772                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task;
7773                         return;
7774                 }
7775
7776                 /*
7777                  * Busiest group is overloaded, local is not, use the spare
7778                  * cycles to maximize throughput
7779                  */
7780                 if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7781                     local->group_type <= group_misfit_task) {
7782                         env->imbalance = busiest->load_per_task;
7783                         return;
7784                 }
7785
7786                 env->imbalance = 0;
7787                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7788         }
7789
7790         /*
7791          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
7792          */
7793         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7794             local->group_type   == group_overloaded) {
7795                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
7796                                         SCHED_LOAD_SCALE;
7797                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
7798                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
7799                 else
7800                         load_above_capacity = ~0UL;
7801         }
7802
7803         /*
7804          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
7805          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
7806          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
7807          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
7808          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
7809          * for the minimum possible imbalance.
7810          */
7811         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
7812
7813         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
7814         env->imbalance = min(
7815                 max_pull * busiest->group_capacity,
7816                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
7817         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
7818
7819         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
7820         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
7821                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
7822                                      busiest->group_misfit_task);
7823
7824         /*
7825          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
7826          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
7827          * a think about bumping its value to force at least one task to be
7828          * moved
7829          */
7830         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
7831                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7832 }
7833
7834 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
7835
7836 /**
7837  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
7838  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
7839  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
7840  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
7841  * such a group exists.
7842  *
7843  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
7844  * to restore balance.
7845  *
7846  * @env: The load balancing environment.
7847  *
7848  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
7849  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
7850  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
7851  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
7852  */
7853 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
7854 {
7855         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7856         struct sd_lb_stats sds;
7857
7858         init_sd_lb_stats(&sds);
7859
7860         /*
7861          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
7862          * this level.
7863          */
7864         update_sd_lb_stats(env, &sds);
7865
7866         if (energy_aware() && !env->dst_rq->rd->overutilized)
7867                 goto out_balanced;
7868
7869         local = &sds.local_stat;
7870         busiest = &sds.busiest_stat;
7871
7872         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
7873         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
7874             check_asym_packing(env, &sds))
7875                 return sds.busiest;
7876
7877         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
7878         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
7879                 goto out_balanced;
7880
7881         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
7882                                                 / sds.total_capacity;
7883
7884         /*
7885          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
7886          * work because they assume all things are equal, which typically
7887          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
7888          */
7889         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
7890                 goto force_balance;
7891
7892         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
7893         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
7894             busiest->group_no_capacity)
7895                 goto force_balance;
7896
7897         /* Misfitting tasks should be dealt with regardless of the avg load */
7898         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7899                 goto force_balance;
7900         }
7901
7902         /*
7903          * If the local group is busier than the selected busiest group
7904          * don't try and pull any tasks.
7905          */
7906         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
7907                 goto out_balanced;
7908
7909         /*
7910          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
7911          * average load.
7912          */
7913         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
7914                 goto out_balanced;
7915
7916         if (env->idle == CPU_IDLE) {
7917                 /*
7918                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
7919                  * and there is no imbalance between this and busiest group
7920                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
7921                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
7922                  * might end up to just move the imbalance on another group
7923                  */
7924                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
7925                     (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)) &&
7926                     !group_smaller_cpu_capacity(sds.busiest, sds.local))
7927                         goto out_balanced;
7928         } else {
7929                 /*
7930                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
7931                  * imbalance_pct to be conservative.
7932                  */
7933                 if (100 * busiest->avg_load <=
7934                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
7935                         goto out_balanced;
7936         }
7937
7938 force_balance:
7939         env->busiest_group_type = busiest->group_type;
7940         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
7941         calculate_imbalance(env, &sds);
7942         return sds.busiest;
7943
7944 out_balanced:
7945         env->imbalance = 0;
7946         return NULL;
7947 }
7948
7949 /*
7950  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
7951  */
7952 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
7953                                      struct sched_group *group)
7954 {
7955         struct rq *busiest = NULL, *rq;
7956         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
7957         int i;
7958
7959         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7960                 unsigned long capacity, wl;
7961                 enum fbq_type rt;
7962
7963                 rq = cpu_rq(i);
7964                 rt = fbq_classify_rq(rq);
7965
7966                 /*
7967                  * We classify groups/runqueues into three groups:
7968                  *  - regular: there are !numa tasks
7969                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
7970                  *  - all:     there is no distinction
7971                  *
7972                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
7973                  * ignore those when there's better options.
7974                  *
7975                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
7976                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
7977                  * queue by moving tasks around inside the node.
7978                  *
7979                  * If we cannot move enough load due to this classification
7980                  * the next pass will adjust the group classification and
7981                  * allow migration of more tasks.
7982                  *
7983                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
7984                  */
7985                 if (rt > env->fbq_type)
7986                         continue;
7987
7988                 capacity = capacity_of(i);
7989
7990                 wl = weighted_cpuload(i);
7991
7992                 /*
7993                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
7994                  * which is not scaled with the cpu capacity.
7995                  */
7996
7997                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
7998                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd) &&
7999                     env->busiest_group_type != group_misfit_task)
8000                         continue;
8001
8002                 /*
8003                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
8004                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
8005                  * that the load can be moved away from the cpu that is
8006                  * potentially running at a lower capacity.
8007                  *
8008                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
8009                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
8010                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
8011                  * our previous maximum.
8012                  */
8013                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8014                         busiest_load = wl;
8015                         busiest_capacity = capacity;
8016                         busiest = rq;
8017                 }
8018         }
8019
8020         return busiest;
8021 }
8022
8023 /*
8024  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8025  * so long as it is large enough.
8026  */
8027 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8028
8029 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
8030 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
8031
8032 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8033 {
8034         struct sched_domain *sd = env->sd;
8035
8036         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
8037
8038                 /*
8039                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8040                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
8041                  * lowest numbered CPUs.
8042                  */
8043                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
8044                         return 1;
8045         }
8046
8047         /*
8048          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8049          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8050          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8051          * available on dst_cpu.
8052          */
8053         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8054             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8055                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8056                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8057                         return 1;
8058         }
8059
8060         if ((capacity_of(env->src_cpu) < capacity_of(env->dst_cpu)) &&
8061                                 env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1 &&
8062                                 cpu_overutilized(env->src_cpu) &&
8063                                 !cpu_overutilized(env->dst_cpu)) {
8064                         return 1;
8065         }
8066
8067         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8068 }
8069
8070 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8071
8072 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8073 {
8074         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8075         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
8076         int cpu, balance_cpu = -1;
8077
8078         /*
8079          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
8080          * to do the newly idle load balance.
8081          */
8082         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8083                 return 1;
8084
8085         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
8086         sg_mask = sched_group_mask(sg);
8087         /* Try to find first idle cpu */
8088         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
8089                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
8090                         continue;
8091
8092                 balance_cpu = cpu;
8093                 break;
8094         }
8095
8096         if (balance_cpu == -1)
8097                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8098
8099         /*
8100          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
8101          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8102          */
8103         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8104 }
8105
8106 /*
8107  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8108  * tasks if there is an imbalance.
8109  */
8110 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8111                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8112                         int *continue_balancing)
8113 {
8114         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8115         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8116         struct sched_group *group;
8117         struct rq *busiest;
8118         unsigned long flags;
8119         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8120
8121         struct lb_env env = {
8122                 .sd             = sd,
8123                 .dst_cpu        = this_cpu,
8124                 .dst_rq         = this_rq,
8125                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
8126                 .idle           = idle,
8127                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8128                 .cpus           = cpus,
8129                 .fbq_type       = all,
8130                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8131         };
8132
8133         /*
8134          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
8135          * other cpus in our group
8136          */
8137         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8138                 env.dst_grpmask = NULL;
8139
8140         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
8141
8142         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
8143
8144 redo:
8145         if (!should_we_balance(&env)) {
8146                 *continue_balancing = 0;
8147                 goto out_balanced;
8148         }
8149
8150         group = find_busiest_group(&env);
8151         if (!group) {
8152                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
8153                 goto out_balanced;
8154         }
8155
8156         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8157         if (!busiest) {
8158                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
8159                 goto out_balanced;
8160         }
8161
8162         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8163
8164         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8165
8166         env.src_cpu = busiest->cpu;
8167         env.src_rq = busiest;
8168
8169         ld_moved = 0;
8170         if (busiest->nr_running > 1) {
8171                 /*
8172                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8173                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8174                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8175                  * correctly treated as an imbalance.
8176                  */
8177                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8178                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8179
8180 more_balance:
8181                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8182
8183                 /*
8184                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8185                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8186                  */
8187                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8188                 /*
8189                  * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8190                  */
8191                 if (cur_ld_moved)
8192                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8193
8194                 /*
8195                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8196                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8197                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8198                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8199                  * See task_rq_lock() family for the details.
8200                  */
8201
8202                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
8203
8204                 if (cur_ld_moved) {
8205                         attach_tasks(&env);
8206                         ld_moved += cur_ld_moved;
8207                 }
8208
8209                 local_irq_restore(flags);
8210
8211                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8212                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8213                         goto more_balance;
8214                 }
8215
8216                 /*
8217                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8218                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8219                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8220                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
8221                  * sched_group.
8222                  *
8223                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8224                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8225                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8226                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8227                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8228                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8229                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8230                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8231                  * This however should not happen so much in practice and
8232                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8233                  * excess load moved.
8234                  */
8235                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8236
8237                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
8238                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8239
8240                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8241                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8242                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8243                         env.loop         = 0;
8244                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8245
8246                         /*
8247                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8248                          * need to continue with same src_cpu.
8249                          */
8250                         goto more_balance;
8251                 }
8252
8253                 /*
8254                  * We failed to reach balance because of affinity.
8255                  */
8256                 if (sd_parent) {
8257                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8258
8259                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8260                                 *group_imbalance = 1;
8261                 }
8262
8263                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8264                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8265                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8266                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
8267                                 env.loop = 0;
8268                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8269                                 goto redo;
8270                         }
8271                         goto out_all_pinned;
8272                 }
8273         }
8274
8275         if (!ld_moved) {
8276                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
8277                 /*
8278                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8279                  * We do not want newidle balance, which can be very
8280                  * frequent, pollute the failure counter causing
8281                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8282                  */
8283                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8284                         if (env.src_grp_nr_running > 1)
8285                                 sd->nr_balance_failed++;
8286
8287                 if (need_active_balance(&env)) {
8288                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8289
8290                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8291                          * if the curr task on busiest cpu can't be
8292                          * moved to this_cpu
8293                          */
8294                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
8295                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
8296                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8297                                                             flags);
8298                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8299                                 goto out_one_pinned;
8300                         }
8301
8302                         /*
8303                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8304                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8305                          * only after active load balance is finished.
8306                          */
8307                         if (!busiest->active_balance) {
8308                                 busiest->active_balance = 1;
8309                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8310                                 active_balance = 1;
8311                         }
8312                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8313
8314                         if (active_balance) {
8315                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8316                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8317                                         &busiest->active_balance_work);
8318                         }
8319
8320                         /*
8321                          * We've kicked active balancing, reset the failure
8322                          * counter.
8323                          */
8324                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8325                 }
8326         } else
8327                 sd->nr_balance_failed = 0;
8328
8329         if (likely(!active_balance)) {
8330                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8331                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8332         } else {
8333                 /*
8334                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
8335                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
8336                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
8337                  * detach_tasks).
8338                  */
8339                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
8340                         sd->balance_interval *= 2;
8341         }
8342
8343         goto out;
8344
8345 out_balanced:
8346         /*
8347          * We reach balance although we may have faced some affinity
8348          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
8349          */
8350         if (sd_parent) {
8351                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8352
8353                 if (*group_imbalance)
8354                         *group_imbalance = 0;
8355         }
8356
8357 out_all_pinned:
8358         /*
8359          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
8360          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
8361          * can try to migrate them.
8362          */
8363         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
8364
8365         sd->nr_balance_failed = 0;
8366
8367 out_one_pinned:
8368         /* tune up the balancing interval */
8369         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
8370                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
8371                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
8372                 sd->balance_interval *= 2;
8373
8374         ld_moved = 0;
8375 out:
8376         return ld_moved;
8377 }
8378
8379 static inline unsigned long
8380 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
8381 {
8382         unsigned long interval = sd->balance_interval;
8383
8384         if (cpu_busy)
8385                 interval *= sd->busy_factor;
8386
8387         /* scale ms to jiffies */
8388         interval = msecs_to_jiffies(interval);
8389         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8390
8391         return interval;
8392 }
8393
8394 static inline void
8395 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
8396 {
8397         unsigned long interval, next;
8398
8399         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
8400         next = sd->last_balance + interval;
8401
8402         if (time_after(*next_balance, next))
8403                 *next_balance = next;
8404 }
8405
8406 /*
8407  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
8408  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
8409  */
8410 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
8411 {
8412         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
8413         int this_cpu = this_rq->cpu;
8414         struct sched_domain *sd;
8415         int pulled_task = 0;
8416         u64 curr_cost = 0;
8417         long removed_util=0;
8418
8419         idle_enter_fair(this_rq);
8420
8421         /*
8422          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
8423          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
8424          */
8425         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
8426
8427         if (!energy_aware() &&
8428             (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
8429              !this_rq->rd->overload)) {
8430                 rcu_read_lock();
8431                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
8432                 if (sd)
8433                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8434                 rcu_read_unlock();
8435
8436                 goto out;
8437         }
8438
8439         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
8440
8441         /*
8442          * If removed_util_avg is !0 we most probably migrated some task away
8443          * from this_cpu. In this case we might be willing to trigger an OPP
8444          * update, but we want to do so if we don't find anybody else to pull
8445          * here (we will trigger an OPP update with the pulled task's enqueue
8446          * anyway).
8447          *
8448          * Record removed_util before calling update_blocked_averages, and use
8449          * it below (before returning) to see if an OPP update is required.
8450          */
8451         removed_util = atomic_long_read(&(this_rq->cfs).removed_util_avg);
8452         update_blocked_averages(this_cpu);
8453         rcu_read_lock();
8454         for_each_domain(this_cpu, sd) {
8455                 int continue_balancing = 1;
8456                 u64 t0, domain_cost;
8457
8458                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8459                         continue;
8460
8461                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
8462                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8463                         break;
8464                 }
8465
8466                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
8467                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
8468
8469                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
8470                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
8471                                                    &continue_balancing);
8472
8473                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
8474                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
8475                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
8476
8477                         curr_cost += domain_cost;
8478                 }
8479
8480                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8481
8482                 /*
8483                  * Stop searching for tasks to pull if there are
8484                  * now runnable tasks on this rq.
8485                  */
8486                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
8487                         break;
8488         }
8489         rcu_read_unlock();
8490
8491         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
8492
8493         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
8494                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
8495
8496         /*
8497          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
8498          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
8499          * pretend we pulled a task.
8500          */
8501         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
8502                 pulled_task = 1;
8503
8504 out:
8505         /* Move the next balance forward */
8506         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
8507                 this_rq->next_balance = next_balance;
8508
8509         /* Is there a task of a high priority class? */
8510         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
8511                 pulled_task = -1;
8512
8513         if (pulled_task) {
8514                 idle_exit_fair(this_rq);
8515                 this_rq->idle_stamp = 0;
8516         } else if (removed_util) {
8517                 /*
8518                  * No task pulled and someone has been migrated away.
8519                  * Good case to trigger an OPP update.
8520                  */
8521                 update_capacity_of(this_cpu);
8522         }
8523
8524         return pulled_task;
8525 }
8526
8527 /*
8528  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
8529  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
8530  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
8531  * avoids physical / logical imbalances.
8532  */
8533 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
8534 {
8535         struct rq *busiest_rq = data;
8536         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
8537         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
8538         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
8539         struct sched_domain *sd;
8540         struct task_struct *p = NULL;
8541
8542         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
8543
8544         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
8545         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
8546                      !busiest_rq->active_balance))
8547                 goto out_unlock;
8548
8549         /* Is there any task to move? */
8550         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
8551                 goto out_unlock;
8552
8553         /*
8554          * This condition is "impossible", if it occurs
8555          * we need to fix it. Originally reported by
8556          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
8557          */
8558         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
8559
8560         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
8561         rcu_read_lock();
8562         for_each_domain(target_cpu, sd) {
8563                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
8564                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
8565                                 break;
8566         }
8567
8568         if (likely(sd)) {
8569                 struct lb_env env = {
8570                         .sd             = sd,
8571                         .dst_cpu        = target_cpu,
8572                         .dst_rq         = target_rq,
8573                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
8574                         .src_rq         = busiest_rq,
8575                         .idle           = CPU_IDLE,
8576                 };
8577
8578                 schedstat_inc(sd, alb_count);
8579
8580                 p = detach_one_task(&env);
8581                 if (p) {
8582                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
8583                         /*
8584                          * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8585                          */
8586                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8587                 }
8588                 else
8589                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
8590         }
8591         rcu_read_unlock();
8592 out_unlock:
8593         busiest_rq->active_balance = 0;
8594         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
8595
8596         if (p)
8597                 attach_one_task(target_rq, p);
8598
8599         local_irq_enable();
8600
8601         return 0;
8602 }
8603
8604 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
8605 {
8606         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
8607 }
8608
8609 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8610 /*
8611  * idle load balancing details
8612  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
8613  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
8614  *   load balancing for all the idle CPUs.
8615  */
8616 static struct {
8617         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
8618         atomic_t nr_cpus;
8619         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
8620 } nohz ____cacheline_aligned;
8621
8622 static inline int find_new_ilb(void)
8623 {
8624         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
8625
8626         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
8627                 return ilb;
8628
8629         return nr_cpu_ids;
8630 }
8631
8632 /*
8633  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
8634  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
8635  * CPU (if there is one).
8636  */
8637 static void nohz_balancer_kick(void)
8638 {
8639         int ilb_cpu;
8640
8641         nohz.next_balance++;
8642
8643         ilb_cpu = find_new_ilb();
8644
8645         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
8646                 return;
8647
8648         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
8649                 return;
8650         /*
8651          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
8652          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
8653          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
8654          * will be run before returning from the IPI.
8655          */
8656         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
8657         return;
8658 }
8659
8660 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
8661 {
8662         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
8663                 /*
8664                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
8665                  */
8666                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
8667                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8668                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
8669                 }
8670                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8671         }
8672 }
8673
8674 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
8675 {
8676         struct sched_domain *sd;
8677         int cpu = smp_processor_id();
8678
8679         rcu_read_lock();
8680         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8681
8682         if (!sd || !sd->nohz_idle)
8683                 goto unlock;
8684         sd->nohz_idle = 0;
8685
8686         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8687 unlock:
8688         rcu_read_unlock();
8689 }
8690
8691 void set_cpu_sd_state_idle(void)
8692 {
8693         struct sched_domain *sd;
8694         int cpu = smp_processor_id();
8695
8696         rcu_read_lock();
8697         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8698
8699         if (!sd || sd->nohz_idle)
8700                 goto unlock;
8701         sd->nohz_idle = 1;
8702
8703         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8704 unlock:
8705         rcu_read_unlock();
8706 }
8707
8708 /*
8709  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
8710  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
8711  */
8712 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
8713 {
8714         /*
8715          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
8716          */
8717         if (!cpu_active(cpu))
8718                 return;
8719
8720         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
8721                 return;
8722
8723         /*
8724          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
8725          */
8726         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
8727                 return;
8728
8729         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8730         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
8731         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8732 }
8733
8734 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
8735                                         unsigned long action, void *hcpu)
8736 {
8737         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
8738         case CPU_DYING:
8739                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
8740                 return NOTIFY_OK;
8741         default:
8742                 return NOTIFY_DONE;
8743         }
8744 }
8745 #endif
8746
8747 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
8748
8749 /*
8750  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
8751  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
8752  */
8753 void update_max_interval(void)
8754 {
8755         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
8756 }
8757
8758 /*
8759  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
8760  * and initiates a balancing operation if so.
8761  *
8762  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
8763  */
8764 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
8765 {
8766         int continue_balancing = 1;
8767         int cpu = rq->cpu;
8768         unsigned long interval;
8769         struct sched_domain *sd;
8770         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8771         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8772         int update_next_balance = 0;
8773         int need_serialize, need_decay = 0;
8774         u64 max_cost = 0;
8775
8776         update_blocked_averages(cpu);
8777
8778         rcu_read_lock();
8779         for_each_domain(cpu, sd) {
8780                 /*
8781                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
8782                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
8783                  */
8784                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
8785                         sd->max_newidle_lb_cost =
8786                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
8787                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
8788                         need_decay = 1;
8789                 }
8790                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
8791
8792                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8793                         continue;
8794
8795                 /*
8796                  * Stop the load balance at this level. There is another
8797                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
8798                  * actively.
8799                  */
8800                 if (!continue_balancing) {
8801                         if (need_decay)
8802                                 continue;
8803                         break;
8804                 }
8805
8806                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8807
8808                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
8809                 if (need_serialize) {
8810                         if (!spin_trylock(&balancing))
8811                                 goto out;
8812                 }
8813
8814                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
8815                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
8816                                 /*
8817                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
8818                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
8819                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
8820                                  */
8821                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8822                         }
8823                         sd->last_balance = jiffies;
8824                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8825                 }
8826                 if (need_serialize)
8827                         spin_unlock(&balancing);
8828 out:
8829                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
8830                         next_balance = sd->last_balance + interval;
8831                         update_next_balance = 1;
8832                 }
8833         }
8834         if (need_decay) {
8835                 /*
8836                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
8837                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
8838                  */
8839                 rq->max_idle_balance_cost =
8840                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
8841         }
8842         rcu_read_unlock();
8843
8844         /*
8845          * next_balance will be updated only when there is a need.
8846          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
8847          * updated.
8848          */
8849         if (likely(update_next_balance)) {
8850                 rq->next_balance = next_balance;
8851
8852 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8853                 /*
8854                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
8855                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
8856                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
8857                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
8858                  * balance for itself and we need to update the
8859                  * nohz.next_balance accordingly.
8860                  */
8861                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
8862                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
8863 #endif
8864         }
8865 }
8866
8867 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8868 /*
8869  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
8870  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
8871  */
8872 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
8873 {
8874         int this_cpu = this_rq->cpu;
8875         struct rq *rq;
8876         int balance_cpu;
8877         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8878         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8879         int update_next_balance = 0;
8880
8881         if (idle != CPU_IDLE ||
8882             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
8883                 goto end;
8884
8885         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
8886                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
8887                         continue;
8888
8889                 /*
8890                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
8891                  * work being done for other cpus. Next load
8892                  * balancing owner will pick it up.
8893                  */
8894                 if (need_resched())
8895                         break;
8896
8897                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
8898
8899                 /*
8900                  * If time for next balance is due,
8901                  * do the balance.
8902                  */
8903                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
8904                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8905                         update_rq_clock(rq);
8906                         update_idle_cpu_load(rq);
8907                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8908                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
8909                 }
8910
8911                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
8912                         next_balance = rq->next_balance;
8913                         update_next_balance = 1;
8914                 }
8915         }
8916
8917         /*
8918          * next_balance will be updated only when there is a need.
8919          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
8920          * updated.
8921          */
8922         if (likely(update_next_balance))
8923                 nohz.next_balance = next_balance;
8924 end:
8925         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
8926 }
8927
8928 /*
8929  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
8930  * of an idle cpu in the system.
8931  *   - This rq has more than one task.
8932  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
8933  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
8934  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
8935  *     multiple busy cpu.
8936  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
8937  *     domain span are idle.
8938  */
8939 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
8940 {
8941         unsigned long now = jiffies;
8942         struct sched_domain *sd;
8943         struct sched_group_capacity *sgc;
8944         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
8945         bool kick = false;
8946
8947         if (unlikely(rq->idle_balance))
8948                 return false;
8949
8950        /*
8951         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
8952         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
8953         */
8954         set_cpu_sd_state_busy();
8955         nohz_balance_exit_idle(cpu);
8956
8957         /*
8958          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
8959          * balancing.
8960          */
8961         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
8962                 return false;
8963
8964         if (time_before(now, nohz.next_balance))
8965                 return false;
8966
8967         if (rq->nr_running >= 2 &&
8968             (!energy_aware() || cpu_overutilized(cpu)))
8969                 return true;
8970
8971         rcu_read_lock();
8972         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8973         if (sd && !energy_aware()) {
8974                 sgc = sd->groups->sgc;
8975                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
8976
8977                 if (nr_busy > 1) {
8978                         kick = true;
8979                         goto unlock;
8980                 }
8981
8982         }
8983
8984         sd = rcu_dereference(rq->sd);
8985         if (sd) {
8986                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
8987                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
8988                         kick = true;
8989                         goto unlock;
8990                 }
8991         }
8992
8993         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
8994         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
8995                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
8996                 kick = true;
8997                 goto unlock;
8998         }
8999
9000 unlock:
9001         rcu_read_unlock();
9002         return kick;
9003 }
9004 #else
9005 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
9006 #endif
9007
9008 /*
9009  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
9010  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
9011  */
9012 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
9013 {
9014         struct rq *this_rq = this_rq();
9015         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
9016                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9017
9018         /*
9019          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
9020          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
9021          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
9022          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
9023          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
9024          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9025          */
9026         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
9027         rebalance_domains(this_rq, idle);
9028 }
9029
9030 /*
9031  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9032  */
9033 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9034 {
9035         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9036         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9037                 return;
9038
9039         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
9040                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
9041 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9042         if (nohz_kick_needed(rq))
9043                 nohz_balancer_kick();
9044 #endif
9045 }
9046
9047 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9048 {
9049         update_sysctl();
9050
9051         update_runtime_enabled(rq);
9052 }
9053
9054 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9055 {
9056         update_sysctl();
9057
9058         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9059         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9060 }
9061
9062 #endif /* CONFIG_SMP */
9063
9064 /*
9065  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
9066  */
9067 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9068 {
9069         struct cfs_rq *cfs_rq;
9070         struct sched_entity *se = &curr->se;
9071
9072         for_each_sched_entity(se) {
9073                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9074                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9075         }
9076
9077         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9078                 task_tick_numa(rq, curr);
9079
9080 #ifdef CONFIG_SMP
9081         if (!rq->rd->overutilized && cpu_overutilized(task_cpu(curr))) {
9082                 rq->rd->overutilized = true;
9083                 trace_sched_overutilized(true);
9084         }
9085
9086         rq->misfit_task = !task_fits_max(curr, rq->cpu);
9087 #endif
9088
9089 }
9090
9091 /*
9092  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9093  *  - child not yet on the tasklist
9094  *  - preemption disabled
9095  */
9096 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
9097 {
9098         struct cfs_rq *cfs_rq;
9099         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
9100         int this_cpu = smp_processor_id();
9101         struct rq *rq = this_rq();
9102         unsigned long flags;
9103
9104         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9105
9106         update_rq_clock(rq);
9107
9108         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
9109         curr = cfs_rq->curr;
9110
9111         /*
9112          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
9113          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
9114          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
9115          * of child point to valid ones.
9116          */
9117         rcu_read_lock();
9118         __set_task_cpu(p, this_cpu);
9119         rcu_read_unlock();
9120
9121         update_curr(cfs_rq);
9122
9123         if (curr)
9124                 se->vruntime = curr->vruntime;
9125         place_entity(cfs_rq, se, 1);
9126
9127         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
9128                 /*
9129                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
9130                  * 'current' within the tree based on its new key value.
9131                  */
9132                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
9133                 resched_curr(rq);
9134         }
9135
9136         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9137
9138         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9139 }
9140
9141 /*
9142  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9143  * the current task.
9144  */
9145 static void
9146 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9147 {
9148         if (!task_on_rq_queued(p))
9149                 return;
9150
9151         /*
9152          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9153          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9154          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9155          */
9156         if (rq->curr == p) {
9157                 if (p->prio > oldprio)
9158                         resched_curr(rq);
9159         } else
9160                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
9161 }
9162
9163 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
9164 {
9165         struct sched_entity *se = &p->se;
9166
9167         /*
9168          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
9169          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
9170          * vruntime.
9171          */
9172         if (p->on_rq)
9173                 return true;
9174
9175         /*
9176          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
9177          * But there are some cases where it has already been normalized:
9178          *
9179          * - A forked child which is waiting for being woken up by
9180          *   wake_up_new_task().
9181          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
9182          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
9183          */
9184         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
9185                 return true;
9186
9187         return false;
9188 }
9189
9190 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9191 {
9192         struct sched_entity *se = &p->se;
9193         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9194
9195         if (!vruntime_normalized(p)) {
9196                 /*
9197                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
9198                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
9199                  */
9200                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
9201                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9202         }
9203
9204         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
9205         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9206 }
9207
9208 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9209 {
9210         struct sched_entity *se = &p->se;
9211         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9212
9213 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9214         /*
9215          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
9216          * class maintain depth value), reset depth properly.
9217          */
9218         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9219 #endif
9220
9221         /* Synchronize task with its cfs_rq */
9222         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9223
9224         if (!vruntime_normalized(p))
9225                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
9226 }
9227
9228 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9229 {
9230         detach_task_cfs_rq(p);
9231 }
9232
9233 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9234 {
9235         attach_task_cfs_rq(p);
9236
9237         if (task_on_rq_queued(p)) {
9238                 /*
9239                  * We were most likely switched from sched_rt, so
9240                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
9241                  * if we can still preempt the current task.
9242                  */
9243                 if (rq->curr == p)
9244                         resched_curr(rq);
9245                 else
9246                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9247         }
9248 }
9249
9250 /* Account for a task changing its policy or group.
9251  *
9252  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
9253  * migrates between groups/classes.
9254  */
9255 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
9256 {
9257         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
9258
9259         for_each_sched_entity(se) {
9260                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9261
9262                 set_next_entity(cfs_rq, se);
9263                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
9264                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
9265         }
9266 }
9267
9268 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
9269 {
9270         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
9271         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
9272 #ifndef CONFIG_64BIT
9273         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
9274 #endif
9275 #ifdef CONFIG_SMP
9276         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
9277         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
9278 #endif
9279 }
9280
9281 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9282 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
9283 {
9284         detach_task_cfs_rq(p);
9285         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9286
9287 #ifdef CONFIG_SMP
9288         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
9289         p->se.avg.last_update_time = 0;
9290 #endif
9291         attach_task_cfs_rq(p);
9292 }
9293
9294 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9295 {
9296         int i;
9297
9298         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9299
9300         for_each_possible_cpu(i) {
9301                 if (tg->cfs_rq)
9302                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9303                 if (tg->se) {
9304                         if (tg->se[i])
9305                                 remove_entity_load_avg(tg->se[i]);
9306                         kfree(tg->se[i]);
9307                 }
9308         }
9309
9310         kfree(tg->cfs_rq);
9311         kfree(tg->se);
9312 }
9313
9314 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9315 {
9316         struct cfs_rq *cfs_rq;
9317         struct sched_entity *se;
9318         int i;
9319
9320         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9321         if (!tg->cfs_rq)
9322                 goto err;
9323         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9324         if (!tg->se)
9325                 goto err;
9326
9327         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9328
9329         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9330
9331         for_each_possible_cpu(i) {
9332                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9333                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9334                 if (!cfs_rq)
9335                         goto err;
9336
9337                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9338                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9339                 if (!se)
9340                         goto err_free_rq;
9341
9342                 init_cfs_rq(cfs_rq);
9343                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
9344                 init_entity_runnable_average(se);
9345         }
9346
9347         return 1;
9348
9349 err_free_rq:
9350         kfree(cfs_rq);
9351 err:
9352         return 0;
9353 }
9354
9355 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9356 {
9357         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9358         unsigned long flags;
9359
9360         /*
9361         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
9362         * check on_list without danger of it being re-added.
9363         */
9364         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
9365                 return;
9366
9367         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9368         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
9369         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9370 }
9371
9372 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
9373                         struct sched_entity *se, int cpu,
9374                         struct sched_entity *parent)
9375 {
9376         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9377
9378         cfs_rq->tg = tg;
9379         cfs_rq->rq = rq;
9380         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
9381
9382         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
9383         tg->se[cpu] = se;
9384
9385         /* se could be NULL for root_task_group */
9386         if (!se)
9387                 return;
9388
9389         if (!parent) {
9390                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
9391                 se->depth = 0;
9392         } else {
9393                 se->cfs_rq = parent->my_q;
9394                 se->depth = parent->depth + 1;
9395         }
9396
9397         se->my_q = cfs_rq;
9398         /* guarantee group entities always have weight */
9399         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
9400         se->parent = parent;
9401 }
9402
9403 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9404
9405 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9406 {
9407         int i;
9408         unsigned long flags;
9409
9410         /*
9411          * We can't change the weight of the root cgroup.
9412          */
9413         if (!tg->se[0])
9414                 return -EINVAL;
9415
9416         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9417
9418         mutex_lock(&shares_mutex);
9419         if (tg->shares == shares)
9420                 goto done;
9421
9422         tg->shares = shares;
9423         for_each_possible_cpu(i) {
9424                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9425                 struct sched_entity *se;
9426
9427                 se = tg->se[i];
9428                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9429                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9430
9431                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
9432                 update_rq_clock(rq);
9433                 for_each_sched_entity(se)
9434                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
9435                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9436         }
9437
9438 done:
9439         mutex_unlock(&shares_mutex);
9440         return 0;
9441 }
9442 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9443
9444 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9445
9446 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9447 {
9448         return 1;
9449 }
9450
9451 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
9452
9453 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9454
9455
9456 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
9457 {
9458         struct sched_entity *se = &task->se;
9459         unsigned int rr_interval = 0;
9460
9461         /*
9462          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
9463          * idle runqueue:
9464          */
9465         if (rq->cfs.load.weight)
9466                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
9467
9468         return rr_interval;
9469 }
9470
9471 /*
9472  * All the scheduling class methods:
9473  */
9474 const struct sched_class fair_sched_class = {
9475         .next                   = &idle_sched_class,
9476         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
9477         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
9478         .yield_task             = yield_task_fair,
9479         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
9480
9481         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
9482
9483         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
9484         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
9485
9486 #ifdef CONFIG_SMP
9487         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
9488         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
9489
9490         .rq_online              = rq_online_fair,
9491         .rq_offline             = rq_offline_fair,
9492
9493         .task_waking            = task_waking_fair,
9494         .task_dead              = task_dead_fair,
9495         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
9496 #endif
9497
9498         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
9499         .task_tick              = task_tick_fair,
9500         .task_fork              = task_fork_fair,
9501
9502         .prio_changed           = prio_changed_fair,
9503         .switched_from          = switched_from_fair,
9504         .switched_to            = switched_to_fair,
9505
9506         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
9507
9508         .update_curr            = update_curr_fair,
9509
9510 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9511         .task_move_group        = task_move_group_fair,
9512 #endif
9513 };
9514
9515 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
9516 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
9517 {
9518         struct cfs_rq *cfs_rq;
9519
9520         rcu_read_lock();
9521         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
9522                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
9523         rcu_read_unlock();
9524 }
9525
9526 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9527 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
9528 {
9529         int node;
9530         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
9531
9532         for_each_online_node(node) {
9533                 if (p->numa_faults) {
9534                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
9535                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9536                 }
9537                 if (p->numa_group) {
9538                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
9539                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9540                 }
9541                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
9542         }
9543 }
9544 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9545 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
9546
9547 __init void init_sched_fair_class(void)
9548 {
9549 #ifdef CONFIG_SMP
9550         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
9551
9552 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9553         nohz.next_balance = jiffies;
9554         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
9555         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
9556 #endif
9557 #endif /* SMP */
9558
9559 }