Merge branch 'linux-linaro-lsk-v4.4' into linux-linaro-lsk-v4.4-android
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/cpuidle.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/profile.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/migrate.h>
32 #include <linux/task_work.h>
33
34 #include <trace/events/sched.h>
35
36 #include "sched.h"
37
38 /*
39  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
40  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
41  *
42  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
43  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
44  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
45  * based scheduling concepts.
46  *
47  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
48  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
49  */
50 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
52
53 /*
54  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
55  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
56  *
57  * Options are:
58  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
60  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
61  */
62 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
63         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
64
65 /*
66  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
67  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
68  */
69 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
71
72 /*
73  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
74  */
75 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
76
77 /*
78  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
79  * parent will (try to) run first.
80  */
81 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
82
83 /*
84  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
85  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
86  *
87  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
88  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
89  * have immediate wakeup/sleep latencies.
90  */
91 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
93
94 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
95
96 /*
97  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
98  * distribution.
99  * (default: 10msec)
100  */
101 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
102
103 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
104 /*
105  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
106  * each time a cfs_rq requests quota.
107  *
108  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
109  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
110  * we will always only issue the remaining available time.
111  *
112  * default: 5 msec, units: microseconds
113   */
114 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
115 #endif
116
117 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
118 {
119         lw->weight += inc;
120         lw->inv_weight = 0;
121 }
122
123 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
124 {
125         lw->weight -= dec;
126         lw->inv_weight = 0;
127 }
128
129 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
130 {
131         lw->weight = w;
132         lw->inv_weight = 0;
133 }
134
135 /*
136  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
137  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
138  * to users decreases. But the relationship is not linear,
139  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
140  * number of CPUs.
141  *
142  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
143  */
144 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
145 {
146         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
147         unsigned int factor;
148
149         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
150         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
151                 factor = 1;
152                 break;
153         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
154                 factor = cpus;
155                 break;
156         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
157         default:
158                 factor = 1 + ilog2(cpus);
159                 break;
160         }
161
162         return factor;
163 }
164
165 static void update_sysctl(void)
166 {
167         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
168
169 #define SET_SYSCTL(name) \
170         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
171         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
172         SET_SYSCTL(sched_latency);
173         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
174 #undef SET_SYSCTL
175 }
176
177 void sched_init_granularity(void)
178 {
179         update_sysctl();
180 }
181
182 #define WMULT_CONST     (~0U)
183 #define WMULT_SHIFT     32
184
185 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
186 {
187         unsigned long w;
188
189         if (likely(lw->inv_weight))
190                 return;
191
192         w = scale_load_down(lw->weight);
193
194         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
195                 lw->inv_weight = 1;
196         else if (unlikely(!w))
197                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
198         else
199                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
200 }
201
202 /*
203  * delta_exec * weight / lw.weight
204  *   OR
205  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
206  *
207  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
208  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
209  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
210  *
211  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
212  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
213  */
214 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
215 {
216         u64 fact = scale_load_down(weight);
217         int shift = WMULT_SHIFT;
218
219         __update_inv_weight(lw);
220
221         if (unlikely(fact >> 32)) {
222                 while (fact >> 32) {
223                         fact >>= 1;
224                         shift--;
225                 }
226         }
227
228         /* hint to use a 32x32->64 mul */
229         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
230
231         while (fact >> 32) {
232                 fact >>= 1;
233                 shift--;
234         }
235
236         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
237 }
238
239
240 const struct sched_class fair_sched_class;
241
242 /**************************************************************
243  * CFS operations on generic schedulable entities:
244  */
245
246 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
247
248 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
249 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
250 {
251         return cfs_rq->rq;
252 }
253
254 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
255 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
256
257 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
258 {
259 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
260         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
261 #endif
262         return container_of(se, struct task_struct, se);
263 }
264
265 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
266 #define for_each_sched_entity(se) \
267                 for (; se; se = se->parent)
268
269 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
270 {
271         return p->se.cfs_rq;
272 }
273
274 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
275 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
276 {
277         return se->cfs_rq;
278 }
279
280 /* runqueue "owned" by this group */
281 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
282 {
283         return grp->my_q;
284 }
285
286 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
287 {
288         if (!cfs_rq->on_list) {
289                 /*
290                  * Ensure we either appear before our parent (if already
291                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
292                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
293                  * reduces this to two cases.
294                  */
295                 if (cfs_rq->tg->parent &&
296                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
297                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
298                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
299                 } else {
300                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
301                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
302                 }
303
304                 cfs_rq->on_list = 1;
305         }
306 }
307
308 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
309 {
310         if (cfs_rq->on_list) {
311                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
312                 cfs_rq->on_list = 0;
313         }
314 }
315
316 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
317 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
318         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
319
320 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
321 static inline struct cfs_rq *
322 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
323 {
324         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
325                 return se->cfs_rq;
326
327         return NULL;
328 }
329
330 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
331 {
332         return se->parent;
333 }
334
335 static void
336 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
337 {
338         int se_depth, pse_depth;
339
340         /*
341          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
342          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
343          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
344          * parent.
345          */
346
347         /* First walk up until both entities are at same depth */
348         se_depth = (*se)->depth;
349         pse_depth = (*pse)->depth;
350
351         while (se_depth > pse_depth) {
352                 se_depth--;
353                 *se = parent_entity(*se);
354         }
355
356         while (pse_depth > se_depth) {
357                 pse_depth--;
358                 *pse = parent_entity(*pse);
359         }
360
361         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
362                 *se = parent_entity(*se);
363                 *pse = parent_entity(*pse);
364         }
365 }
366
367 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
368
369 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
370 {
371         return container_of(se, struct task_struct, se);
372 }
373
374 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
375 {
376         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
377 }
378
379 #define entity_is_task(se)      1
380
381 #define for_each_sched_entity(se) \
382                 for (; se; se = NULL)
383
384 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
385 {
386         return &task_rq(p)->cfs;
387 }
388
389 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
390 {
391         struct task_struct *p = task_of(se);
392         struct rq *rq = task_rq(p);
393
394         return &rq->cfs;
395 }
396
397 /* runqueue "owned" by this group */
398 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
399 {
400         return NULL;
401 }
402
403 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
404 {
405 }
406
407 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
408 {
409 }
410
411 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
412                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
413
414 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
415 {
416         return NULL;
417 }
418
419 static inline void
420 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
421 {
422 }
423
424 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
425
426 static __always_inline
427 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
428
429 /**************************************************************
430  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
431  */
432
433 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
434 {
435         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
436         if (delta > 0)
437                 max_vruntime = vruntime;
438
439         return max_vruntime;
440 }
441
442 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
443 {
444         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
445         if (delta < 0)
446                 min_vruntime = vruntime;
447
448         return min_vruntime;
449 }
450
451 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
452                                 struct sched_entity *b)
453 {
454         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
455 }
456
457 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
458 {
459         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
460
461         if (cfs_rq->curr)
462                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
463
464         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
465                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
466                                                    struct sched_entity,
467                                                    run_node);
468
469                 if (!cfs_rq->curr)
470                         vruntime = se->vruntime;
471                 else
472                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
473         }
474
475         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
476         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
477 #ifndef CONFIG_64BIT
478         smp_wmb();
479         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
480 #endif
481 }
482
483 /*
484  * Enqueue an entity into the rb-tree:
485  */
486 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
487 {
488         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
489         struct rb_node *parent = NULL;
490         struct sched_entity *entry;
491         int leftmost = 1;
492
493         /*
494          * Find the right place in the rbtree:
495          */
496         while (*link) {
497                 parent = *link;
498                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
499                 /*
500                  * We dont care about collisions. Nodes with
501                  * the same key stay together.
502                  */
503                 if (entity_before(se, entry)) {
504                         link = &parent->rb_left;
505                 } else {
506                         link = &parent->rb_right;
507                         leftmost = 0;
508                 }
509         }
510
511         /*
512          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
513          * used):
514          */
515         if (leftmost)
516                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
517
518         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
519         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
520 }
521
522 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
523 {
524         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
525                 struct rb_node *next_node;
526
527                 next_node = rb_next(&se->run_node);
528                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
529         }
530
531         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
532 }
533
534 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
535 {
536         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
537
538         if (!left)
539                 return NULL;
540
541         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
542 }
543
544 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
545 {
546         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
547
548         if (!next)
549                 return NULL;
550
551         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
552 }
553
554 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
555 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
556 {
557         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
558
559         if (!last)
560                 return NULL;
561
562         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
563 }
564
565 /**************************************************************
566  * Scheduling class statistics methods:
567  */
568
569 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
570                 void __user *buffer, size_t *lenp,
571                 loff_t *ppos)
572 {
573         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
574         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
575
576         if (ret || !write)
577                 return ret;
578
579         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
580                                         sysctl_sched_min_granularity);
581
582 #define WRT_SYSCTL(name) \
583         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
584         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
585         WRT_SYSCTL(sched_latency);
586         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
587 #undef WRT_SYSCTL
588
589         return 0;
590 }
591 #endif
592
593 /*
594  * delta /= w
595  */
596 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
597 {
598         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
599                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
600
601         return delta;
602 }
603
604 /*
605  * The idea is to set a period in which each task runs once.
606  *
607  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
608  * this period because otherwise the slices get too small.
609  *
610  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
611  */
612 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
613 {
614         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
615                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
616         else
617                 return sysctl_sched_latency;
618 }
619
620 /*
621  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
622  * proportional to the weight.
623  *
624  * s = p*P[w/rw]
625  */
626 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
627 {
628         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
629
630         for_each_sched_entity(se) {
631                 struct load_weight *load;
632                 struct load_weight lw;
633
634                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
635                 load = &cfs_rq->load;
636
637                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
638                         lw = cfs_rq->load;
639
640                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
641                         load = &lw;
642                 }
643                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
644         }
645         return slice;
646 }
647
648 /*
649  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
650  *
651  * vs = s/w
652  */
653 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
654 {
655         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
656 }
657
658 #ifdef CONFIG_SMP
659 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int cpu);
660 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
661
662 /*
663  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
664  * Note: The tables runnable_avg_yN_inv and runnable_avg_yN_sum are
665  * dependent on this value.
666  */
667 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
668 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
669 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_AVG_MAX */
670
671 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
672 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
673 {
674         struct sched_avg *sa = &se->avg;
675
676         sa->last_update_time = 0;
677         /*
678          * sched_avg's period_contrib should be strictly less then 1024, so
679          * we give it 1023 to make sure it is almost a period (1024us), and
680          * will definitely be update (after enqueue).
681          */
682         sa->period_contrib = 1023;
683         sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
684         sa->load_sum = sa->load_avg * LOAD_AVG_MAX;
685         sa->util_avg = scale_load_down(SCHED_LOAD_SCALE);
686         sa->util_sum = sa->util_avg * LOAD_AVG_MAX;
687         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
688 }
689
690 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq);
691 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq);
692 #else
693 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
694 {
695 }
696 #endif
697
698 /*
699  * Update the current task's runtime statistics.
700  */
701 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
702 {
703         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
704         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
705         u64 delta_exec;
706
707         if (unlikely(!curr))
708                 return;
709
710         delta_exec = now - curr->exec_start;
711         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
712                 return;
713
714         curr->exec_start = now;
715
716         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
717                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
718
719         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
720         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
721
722         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
723         update_min_vruntime(cfs_rq);
724
725         if (entity_is_task(curr)) {
726                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
727
728                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
729                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
730                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
731         }
732
733         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
734 }
735
736 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
737 {
738         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
739 }
740
741 static inline void
742 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
743 {
744         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
745 }
746
747 /*
748  * Task is being enqueued - update stats:
749  */
750 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
751 {
752         /*
753          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
754          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
755          */
756         if (se != cfs_rq->curr)
757                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
758 }
759
760 static void
761 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
762 {
763         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
764                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
765         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
766         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
767                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
768 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
769         if (entity_is_task(se)) {
770                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
771                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
772         }
773 #endif
774         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
775 }
776
777 static inline void
778 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
779 {
780         /*
781          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
782          * waiting task:
783          */
784         if (se != cfs_rq->curr)
785                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
786 }
787
788 /*
789  * We are picking a new current task - update its stats:
790  */
791 static inline void
792 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
793 {
794         /*
795          * We are starting a new run period:
796          */
797         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
798 }
799
800 /**************************************************
801  * Scheduling class queueing methods:
802  */
803
804 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
805 /*
806  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
807  * calculated based on the tasks virtual memory size and
808  * numa_balancing_scan_size.
809  */
810 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
811 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
812
813 /* Portion of address space to scan in MB */
814 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
815
816 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
817 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
818
819 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
820 {
821         unsigned long rss = 0;
822         unsigned long nr_scan_pages;
823
824         /*
825          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
826          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
827          * on resident pages
828          */
829         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
830         rss = get_mm_rss(p->mm);
831         if (!rss)
832                 rss = nr_scan_pages;
833
834         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
835         return rss / nr_scan_pages;
836 }
837
838 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
839 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
840
841 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
842 {
843         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
844         unsigned int scan, floor;
845         unsigned int windows = 1;
846
847         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
848                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
849         floor = 1000 / windows;
850
851         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
852         return max_t(unsigned int, floor, scan);
853 }
854
855 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
856 {
857         unsigned int smin = task_scan_min(p);
858         unsigned int smax;
859
860         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
861         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
862         return max(smin, smax);
863 }
864
865 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
866 {
867         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
868         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
869 }
870
871 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
872 {
873         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
874         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
875 }
876
877 struct numa_group {
878         atomic_t refcount;
879
880         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
881         int nr_tasks;
882         pid_t gid;
883
884         struct rcu_head rcu;
885         nodemask_t active_nodes;
886         unsigned long total_faults;
887         /*
888          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
889          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
890          * more by CPU use than by memory faults.
891          */
892         unsigned long *faults_cpu;
893         unsigned long faults[0];
894 };
895
896 /* Shared or private faults. */
897 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
898
899 /* Memory and CPU locality */
900 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
901
902 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
903 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
904
905 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
906 {
907         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
908 }
909
910 /*
911  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
912  * occupy the first half of the array. The second half of the
913  * array is for current counters, which are averaged into the
914  * first set by task_numa_placement.
915  */
916 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
917 {
918         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
919 }
920
921 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
922 {
923         if (!p->numa_faults)
924                 return 0;
925
926         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
927                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
928 }
929
930 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
931 {
932         if (!p->numa_group)
933                 return 0;
934
935         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
936                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
937 }
938
939 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
940 {
941         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
942                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
943 }
944
945 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
946 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
947                                         int maxdist, bool task)
948 {
949         unsigned long score = 0;
950         int node;
951
952         /*
953          * All nodes are directly connected, and the same distance
954          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
955          */
956         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
957                 return 0;
958
959         /*
960          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
961          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
962          */
963         for_each_online_node(node) {
964                 unsigned long faults;
965                 int dist = node_distance(nid, node);
966
967                 /*
968                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
969                  * for placement; nid was already counted.
970                  */
971                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
972                         continue;
973
974                 /*
975                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
976                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
977                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
978                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
979                  * of each group. Skip other nodes.
980                  */
981                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
982                                         dist > maxdist)
983                         continue;
984
985                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
986                 if (task)
987                         faults = task_faults(p, node);
988                 else
989                         faults = group_faults(p, node);
990
991                 /*
992                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
993                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
994                  * directly connected bounce traffic through intermediate
995                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
996                  * The further away a node is, the less the faults count.
997                  * This seems to result in good task placement.
998                  */
999                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1000                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1001                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1002                 }
1003
1004                 score += faults;
1005         }
1006
1007         return score;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1012  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1013  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1014  * evenly spread out between numa nodes.
1015  */
1016 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1017                                         int dist)
1018 {
1019         unsigned long faults, total_faults;
1020
1021         if (!p->numa_faults)
1022                 return 0;
1023
1024         total_faults = p->total_numa_faults;
1025
1026         if (!total_faults)
1027                 return 0;
1028
1029         faults = task_faults(p, nid);
1030         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1031
1032         return 1000 * faults / total_faults;
1033 }
1034
1035 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1036                                          int dist)
1037 {
1038         unsigned long faults, total_faults;
1039
1040         if (!p->numa_group)
1041                 return 0;
1042
1043         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1044
1045         if (!total_faults)
1046                 return 0;
1047
1048         faults = group_faults(p, nid);
1049         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1050
1051         return 1000 * faults / total_faults;
1052 }
1053
1054 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1055                                 int src_nid, int dst_cpu)
1056 {
1057         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1058         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1059         int last_cpupid, this_cpupid;
1060
1061         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1062
1063         /*
1064          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1065          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1066          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1067          *
1068          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1069          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1070          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1071          *
1072          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1073          * same result twice in a row, given these samples are fully
1074          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1075          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1076          *
1077          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1078          * act on an unlikely task<->page relation.
1079          */
1080         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1081         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1082                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1083                 return false;
1084
1085         /* Always allow migrate on private faults */
1086         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1087                 return true;
1088
1089         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1090         if (!ng)
1091                 return true;
1092
1093         /*
1094          * Do not migrate if the destination is not a node that
1095          * is actively used by this numa group.
1096          */
1097         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1098                 return false;
1099
1100         /*
1101          * Source is a node that is not actively used by this
1102          * numa group, while the destination is. Migrate.
1103          */
1104         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1105                 return true;
1106
1107         /*
1108          * Both source and destination are nodes in active
1109          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1110          * by migrating from more heavily used groups, to less
1111          * heavily used ones, spreading the load around.
1112          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1113          */
1114         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1115 }
1116
1117 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1118 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1119 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1120 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1121 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1122
1123 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1124 struct numa_stats {
1125         unsigned long nr_running;
1126         unsigned long load;
1127
1128         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1129         unsigned long compute_capacity;
1130
1131         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1132         unsigned long task_capacity;
1133         int has_free_capacity;
1134 };
1135
1136 /*
1137  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1138  */
1139 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1140 {
1141         int smt, cpu, cpus = 0;
1142         unsigned long capacity;
1143
1144         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1145         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1146                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1147
1148                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1149                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1150                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1151
1152                 cpus++;
1153         }
1154
1155         /*
1156          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1157          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1158          * not find this node attractive.
1159          *
1160          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1161          * imbalance and bail there.
1162          */
1163         if (!cpus)
1164                 return;
1165
1166         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1167         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1168         capacity = cpus / smt; /* cores */
1169
1170         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1171                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1172         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1173 }
1174
1175 struct task_numa_env {
1176         struct task_struct *p;
1177
1178         int src_cpu, src_nid;
1179         int dst_cpu, dst_nid;
1180
1181         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1182
1183         int imbalance_pct;
1184         int dist;
1185
1186         struct task_struct *best_task;
1187         long best_imp;
1188         int best_cpu;
1189 };
1190
1191 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1192                              struct task_struct *p, long imp)
1193 {
1194         if (env->best_task)
1195                 put_task_struct(env->best_task);
1196         if (p)
1197                 get_task_struct(p);
1198
1199         env->best_task = p;
1200         env->best_imp = imp;
1201         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1202 }
1203
1204 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1205                                 struct task_numa_env *env)
1206 {
1207         long imb, old_imb;
1208         long orig_src_load, orig_dst_load;
1209         long src_capacity, dst_capacity;
1210
1211         /*
1212          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1213          *
1214          * src_load        dst_load
1215          * ------------ vs ---------
1216          * src_capacity    dst_capacity
1217          */
1218         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1219         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1220
1221         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1222         if (dst_load < src_load)
1223                 swap(dst_load, src_load);
1224
1225         /* Is the difference below the threshold? */
1226         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1227               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1228         if (imb <= 0)
1229                 return false;
1230
1231         /*
1232          * The imbalance is above the allowed threshold.
1233          * Compare it with the old imbalance.
1234          */
1235         orig_src_load = env->src_stats.load;
1236         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1237
1238         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1239                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1240
1241         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1242                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1243
1244         /* Would this change make things worse? */
1245         return (imb > old_imb);
1246 }
1247
1248 /*
1249  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1250  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1251  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1252  * be exchanged with the source task
1253  */
1254 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1255                               long taskimp, long groupimp)
1256 {
1257         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1258         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1259         struct task_struct *cur;
1260         long src_load, dst_load;
1261         long load;
1262         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1263         long moveimp = imp;
1264         int dist = env->dist;
1265
1266         rcu_read_lock();
1267
1268         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1269         cur = dst_rq->curr;
1270         /*
1271          * No need to move the exiting task, and this ensures that ->curr
1272          * wasn't reaped and thus get_task_struct() in task_numa_assign()
1273          * is safe under RCU read lock.
1274          * Note that rcu_read_lock() itself can't protect from the final
1275          * put_task_struct() after the last schedule().
1276          */
1277         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1278                 cur = NULL;
1279         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1280
1281         /*
1282          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1283          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1284          */
1285         if (cur == env->p)
1286                 goto unlock;
1287
1288         /*
1289          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1290          * source and destination node. Calculate the total differential for
1291          * the source task and potential destination task. The more negative
1292          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1293          * be incurred if the tasks were swapped.
1294          */
1295         if (cur) {
1296                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1297                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1298                         goto unlock;
1299
1300                 /*
1301                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1302                  * in any group then look only at task weights.
1303                  */
1304                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1305                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1306                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1307                         /*
1308                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1309                          * tasks within a group over tiny differences.
1310                          */
1311                         if (cur->numa_group)
1312                                 imp -= imp/16;
1313                 } else {
1314                         /*
1315                          * Compare the group weights. If a task is all by
1316                          * itself (not part of a group), use the task weight
1317                          * instead.
1318                          */
1319                         if (cur->numa_group)
1320                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1321                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1322                         else
1323                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1324                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1325                 }
1326         }
1327
1328         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1329                 goto unlock;
1330
1331         if (!cur) {
1332                 /* Is there capacity at our destination? */
1333                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1334                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1335                         goto unlock;
1336
1337                 goto balance;
1338         }
1339
1340         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1341         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1342                         dst_rq->nr_running == 1)
1343                 goto assign;
1344
1345         /*
1346          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1347          */
1348 balance:
1349         load = task_h_load(env->p);
1350         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1351         src_load = env->src_stats.load - load;
1352
1353         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1354                 /*
1355                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1356                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1357                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1358                  * so an actually idle CPU will win.
1359                  */
1360                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1361                         imp = moveimp - 1;
1362                         cur = NULL;
1363                         goto assign;
1364                 }
1365         }
1366
1367         if (imp <= env->best_imp)
1368                 goto unlock;
1369
1370         if (cur) {
1371                 load = task_h_load(cur);
1372                 dst_load -= load;
1373                 src_load += load;
1374         }
1375
1376         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1377                 goto unlock;
1378
1379         /*
1380          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1381          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1382          */
1383         if (!cur)
1384                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->dst_cpu);
1385
1386 assign:
1387         task_numa_assign(env, cur, imp);
1388 unlock:
1389         rcu_read_unlock();
1390 }
1391
1392 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1393                                 long taskimp, long groupimp)
1394 {
1395         int cpu;
1396
1397         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1398                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1399                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1400                         continue;
1401
1402                 env->dst_cpu = cpu;
1403                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1404         }
1405 }
1406
1407 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1408 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1409 {
1410         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1411         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1412
1413         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1414                 return false;
1415
1416         /*
1417          * Only consider a task move if the source has a higher load
1418          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1419          *
1420          *      src->load                dst->load
1421          * --------------------- vs ---------------------
1422          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1423          */
1424         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1425
1426             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1427                 return true;
1428
1429         return false;
1430 }
1431
1432 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1433 {
1434         struct task_numa_env env = {
1435                 .p = p,
1436
1437                 .src_cpu = task_cpu(p),
1438                 .src_nid = task_node(p),
1439
1440                 .imbalance_pct = 112,
1441
1442                 .best_task = NULL,
1443                 .best_imp = 0,
1444                 .best_cpu = -1
1445         };
1446         struct sched_domain *sd;
1447         unsigned long taskweight, groupweight;
1448         int nid, ret, dist;
1449         long taskimp, groupimp;
1450
1451         /*
1452          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1453          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1454          *
1455          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1456          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1457          * to satisfy here.
1458          */
1459         rcu_read_lock();
1460         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1461         if (sd)
1462                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1463         rcu_read_unlock();
1464
1465         /*
1466          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1467          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1468          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1469          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1470          */
1471         if (unlikely(!sd)) {
1472                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1473                 return -EINVAL;
1474         }
1475
1476         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1477         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1478         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1479         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1480         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1481         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1482         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1483         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1484
1485         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1486         if (numa_has_capacity(&env))
1487                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1488
1489         /*
1490          * Look at other nodes in these cases:
1491          * - there is no space available on the preferred_nid
1492          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1493          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1494          *   we need to check other locations.
1495          */
1496         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1497                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1498                 for_each_online_node(nid) {
1499                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1500                                 continue;
1501
1502                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1503                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1504                                                 dist != env.dist) {
1505                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1506                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1507                         }
1508
1509                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1510                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1511                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1512                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1513                                 continue;
1514
1515                         env.dist = dist;
1516                         env.dst_nid = nid;
1517                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1518                         if (numa_has_capacity(&env))
1519                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1520                 }
1521         }
1522
1523         /*
1524          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1525          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1526          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1527          * settle down.
1528          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1529          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1530          */
1531         if (p->numa_group) {
1532                 if (env.best_cpu == -1)
1533                         nid = env.src_nid;
1534                 else
1535                         nid = env.dst_nid;
1536
1537                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1538                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1539         }
1540
1541         /* No better CPU than the current one was found. */
1542         if (env.best_cpu == -1)
1543                 return -EAGAIN;
1544
1545         /*
1546          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1547          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1548          */
1549         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1550
1551         if (env.best_task == NULL) {
1552                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1553                 if (ret != 0)
1554                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1555                 return ret;
1556         }
1557
1558         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1559         if (ret != 0)
1560                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1561         put_task_struct(env.best_task);
1562         return ret;
1563 }
1564
1565 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1566 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1567 {
1568         unsigned long interval = HZ;
1569
1570         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1571         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1572                 return;
1573
1574         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1575         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1576         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1577
1578         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1579         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1580                 return;
1581
1582         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1583         task_numa_migrate(p);
1584 }
1585
1586 /*
1587  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1588  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1589  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1590  * located.
1591  *
1592  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1593  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1594  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1595  * only removed when they drop below 3/16.
1596  */
1597 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1598 {
1599         unsigned long faults, max_faults = 0;
1600         int nid;
1601
1602         for_each_online_node(nid) {
1603                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1604                 if (faults > max_faults)
1605                         max_faults = faults;
1606         }
1607
1608         for_each_online_node(nid) {
1609                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1610                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1611                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1612                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1613                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1614                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1615         }
1616 }
1617
1618 /*
1619  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1620  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1621  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1622  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1623  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1624  */
1625 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1626 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1627
1628 /*
1629  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1630  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1631  * the page accesses are shared with other processes.
1632  * Otherwise, decrease the scan period.
1633  */
1634 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1635                         unsigned long shared, unsigned long private)
1636 {
1637         unsigned int period_slot;
1638         int ratio;
1639         int diff;
1640
1641         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1642         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1643
1644         /*
1645          * If there were no record hinting faults then either the task is
1646          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1647          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1648          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1649          * node is overloaded. In either case, scan slower
1650          */
1651         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1652                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1653                         p->numa_scan_period << 1);
1654
1655                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1656                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1657
1658                 return;
1659         }
1660
1661         /*
1662          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1663          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1664          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1665          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1666          */
1667         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1668         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1669         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1670                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1671                 if (!slot)
1672                         slot = 1;
1673                 diff = slot * period_slot;
1674         } else {
1675                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1676
1677                 /*
1678                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1679                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1680                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1681                  * speaking the intent is that there is little point
1682                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1683                  * simply bounce migrations uselessly
1684                  */
1685                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1686                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1687         }
1688
1689         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1690                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1691         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1696  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1697  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1698  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1699  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1700  */
1701 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1702 {
1703         u64 runtime, delta, now;
1704         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1705         now = p->se.exec_start;
1706         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1707
1708         if (p->last_task_numa_placement) {
1709                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1710                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1711         } else {
1712                 delta = p->se.avg.load_sum / p->se.load.weight;
1713                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1714         }
1715
1716         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1717         p->last_task_numa_placement = now;
1718
1719         return delta;
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1724  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1725  * otherwise workloads might not converge.
1726  */
1727 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1728 {
1729         nodemask_t nodes;
1730         int dist;
1731
1732         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1733         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1734                 return nid;
1735
1736         /*
1737          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1738          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1739          * both the node itself, and on nearby nodes.
1740          */
1741         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1742                 unsigned long score, max_score = 0;
1743                 int node, max_node = nid;
1744
1745                 dist = sched_max_numa_distance;
1746
1747                 for_each_online_node(node) {
1748                         score = group_weight(p, node, dist);
1749                         if (score > max_score) {
1750                                 max_score = score;
1751                                 max_node = node;
1752                         }
1753                 }
1754                 return max_node;
1755         }
1756
1757         /*
1758          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1759          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1760          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1761          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1762          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1763          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1764          * keep the complexity of the search down.
1765          */
1766         nodes = node_online_map;
1767         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1768                 unsigned long max_faults = 0;
1769                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1770                 int a, b;
1771
1772                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1773                 if (!find_numa_distance(dist))
1774                         continue;
1775
1776                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1777                         unsigned long faults = 0;
1778                         nodemask_t this_group;
1779                         nodes_clear(this_group);
1780
1781                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1782                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1783                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1784                                         faults += group_faults(p, b);
1785                                         node_set(b, this_group);
1786                                         node_clear(b, nodes);
1787                                 }
1788                         }
1789
1790                         /* Remember the top group. */
1791                         if (faults > max_faults) {
1792                                 max_faults = faults;
1793                                 max_group = this_group;
1794                                 /*
1795                                  * subtle: at the smallest distance there is
1796                                  * just one node left in each "group", the
1797                                  * winner is the preferred nid.
1798                                  */
1799                                 nid = a;
1800                         }
1801                 }
1802                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1803                 if (!max_faults)
1804                         break;
1805                 nodes = max_group;
1806         }
1807         return nid;
1808 }
1809
1810 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1811 {
1812         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1813         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1814         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1815         unsigned long total_faults;
1816         u64 runtime, period;
1817         spinlock_t *group_lock = NULL;
1818
1819         /*
1820          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
1821          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
1822          * that the field is read in a single access:
1823          */
1824         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1825         if (p->numa_scan_seq == seq)
1826                 return;
1827         p->numa_scan_seq = seq;
1828         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1829
1830         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1831                        p->numa_faults_locality[1];
1832         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1833
1834         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1835         if (p->numa_group) {
1836                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1837                 spin_lock_irq(group_lock);
1838         }
1839
1840         /* Find the node with the highest number of faults */
1841         for_each_online_node(nid) {
1842                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1843                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1844                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1845                 int priv;
1846
1847                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1848                         long diff, f_diff, f_weight;
1849
1850                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1851                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1852                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1853                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1854
1855                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1856                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1857                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1858                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1859
1860                         /*
1861                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1862                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1863                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1864                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1865                          * faults are less important.
1866                          */
1867                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1868                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1869                                    (total_faults + 1);
1870                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1871                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1872
1873                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1874                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1875                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1876                         p->total_numa_faults += diff;
1877                         if (p->numa_group) {
1878                                 /*
1879                                  * safe because we can only change our own group
1880                                  *
1881                                  * mem_idx represents the offset for a given
1882                                  * nid and priv in a specific region because it
1883                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1884                                  */
1885                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1886                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1887                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1888                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1889                         }
1890                 }
1891
1892                 if (faults > max_faults) {
1893                         max_faults = faults;
1894                         max_nid = nid;
1895                 }
1896
1897                 if (group_faults > max_group_faults) {
1898                         max_group_faults = group_faults;
1899                         max_group_nid = nid;
1900                 }
1901         }
1902
1903         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1904
1905         if (p->numa_group) {
1906                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1907                 spin_unlock_irq(group_lock);
1908                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1909         }
1910
1911         if (max_faults) {
1912                 /* Set the new preferred node */
1913                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1914                         sched_setnuma(p, max_nid);
1915
1916                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1917                         numa_migrate_preferred(p);
1918         }
1919 }
1920
1921 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1922 {
1923         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1924 }
1925
1926 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1927 {
1928         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1929                 kfree_rcu(grp, rcu);
1930 }
1931
1932 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1933                         int *priv)
1934 {
1935         struct numa_group *grp, *my_grp;
1936         struct task_struct *tsk;
1937         bool join = false;
1938         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1939         int i;
1940
1941         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1942                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1943                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1944
1945                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1946                 if (!grp)
1947                         return;
1948
1949                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1950                 spin_lock_init(&grp->lock);
1951                 grp->gid = p->pid;
1952                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1953                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1954                                                 nr_node_ids;
1955
1956                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1957
1958                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1959                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1960
1961                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1962
1963                 grp->nr_tasks++;
1964                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1965         }
1966
1967         rcu_read_lock();
1968         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1969
1970         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1971                 goto no_join;
1972
1973         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1974         if (!grp)
1975                 goto no_join;
1976
1977         my_grp = p->numa_group;
1978         if (grp == my_grp)
1979                 goto no_join;
1980
1981         /*
1982          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1983          * the other task will join us.
1984          */
1985         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1986                 goto no_join;
1987
1988         /*
1989          * Tie-break on the grp address.
1990          */
1991         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1992                 goto no_join;
1993
1994         /* Always join threads in the same process. */
1995         if (tsk->mm == current->mm)
1996                 join = true;
1997
1998         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1999         if (flags & TNF_SHARED)
2000                 join = true;
2001
2002         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2003         *priv = !join;
2004
2005         if (join && !get_numa_group(grp))
2006                 goto no_join;
2007
2008         rcu_read_unlock();
2009
2010         if (!join)
2011                 return;
2012
2013         BUG_ON(irqs_disabled());
2014         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2015
2016         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2017                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2018                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2019         }
2020         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2021         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2022
2023         my_grp->nr_tasks--;
2024         grp->nr_tasks++;
2025
2026         spin_unlock(&my_grp->lock);
2027         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2028
2029         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2030
2031         put_numa_group(my_grp);
2032         return;
2033
2034 no_join:
2035         rcu_read_unlock();
2036         return;
2037 }
2038
2039 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2040 {
2041         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2042         void *numa_faults = p->numa_faults;
2043         unsigned long flags;
2044         int i;
2045
2046         if (grp) {
2047                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2048                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2049                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2050                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2051
2052                 grp->nr_tasks--;
2053                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2054                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2055                 put_numa_group(grp);
2056         }
2057
2058         p->numa_faults = NULL;
2059         kfree(numa_faults);
2060 }
2061
2062 /*
2063  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2064  */
2065 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2066 {
2067         struct task_struct *p = current;
2068         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2069         int cpu_node = task_node(current);
2070         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2071         int priv;
2072
2073         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2074                 return;
2075
2076         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2077         if (!p->mm)
2078                 return;
2079
2080         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2081         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2082                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2083                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2084
2085                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2086                 if (!p->numa_faults)
2087                         return;
2088
2089                 p->total_numa_faults = 0;
2090                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2091         }
2092
2093         /*
2094          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2095          * to be private if the accessing pid has not changed
2096          */
2097         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2098                 priv = 1;
2099         } else {
2100                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2101                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2102                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2103         }
2104
2105         /*
2106          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2107          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2108          * actively using should be counted as local. This allows the
2109          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2110          */
2111         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2112                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2113                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2114                 local = 1;
2115
2116         task_numa_placement(p);
2117
2118         /*
2119          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2120          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2121          */
2122         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2123                 numa_migrate_preferred(p);
2124
2125         if (migrated)
2126                 p->numa_pages_migrated += pages;
2127         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2128                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2129
2130         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2131         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2132         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2133 }
2134
2135 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2136 {
2137         /*
2138          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2139          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2140          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2141          * much of an issue though, since this is just used for
2142          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2143          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2144          */
2145         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2146         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2147 }
2148
2149 /*
2150  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2151  * Triggered from task_tick_numa().
2152  */
2153 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2154 {
2155         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2156         struct task_struct *p = current;
2157         struct mm_struct *mm = p->mm;
2158         struct vm_area_struct *vma;
2159         unsigned long start, end;
2160         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2161         long pages, virtpages;
2162
2163         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2164
2165         work->next = work; /* protect against double add */
2166         /*
2167          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2168          *
2169          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2170          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2171          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2172          * work.
2173          */
2174         if (p->flags & PF_EXITING)
2175                 return;
2176
2177         if (!mm->numa_next_scan) {
2178                 mm->numa_next_scan = now +
2179                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2180         }
2181
2182         /*
2183          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2184          */
2185         migrate = mm->numa_next_scan;
2186         if (time_before(now, migrate))
2187                 return;
2188
2189         if (p->numa_scan_period == 0) {
2190                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2191                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2192         }
2193
2194         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2195         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2196                 return;
2197
2198         /*
2199          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2200          * the next time around.
2201          */
2202         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2203
2204         start = mm->numa_scan_offset;
2205         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2206         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2207         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2208         if (!pages)
2209                 return;
2210
2211
2212         down_read(&mm->mmap_sem);
2213         vma = find_vma(mm, start);
2214         if (!vma) {
2215                 reset_ptenuma_scan(p);
2216                 start = 0;
2217                 vma = mm->mmap;
2218         }
2219         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2220                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2221                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2222                         continue;
2223                 }
2224
2225                 /*
2226                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2227                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2228                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2229                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2230                  */
2231                 if (!vma->vm_mm ||
2232                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2233                         continue;
2234
2235                 /*
2236                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2237                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2238                  */
2239                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2240                         continue;
2241
2242                 do {
2243                         start = max(start, vma->vm_start);
2244                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2245                         end = min(end, vma->vm_end);
2246                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2247
2248                         /*
2249                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2250                          * hpages that have at least one present PTE that
2251                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2252                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2253                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2254                          * areas faster.
2255                          */
2256                         if (nr_pte_updates)
2257                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2258                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2259
2260                         start = end;
2261                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2262                                 goto out;
2263
2264                         cond_resched();
2265                 } while (end != vma->vm_end);
2266         }
2267
2268 out:
2269         /*
2270          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2271          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2272          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2273          * scanner to the start so check it now.
2274          */
2275         if (vma)
2276                 mm->numa_scan_offset = start;
2277         else
2278                 reset_ptenuma_scan(p);
2279         up_read(&mm->mmap_sem);
2280 }
2281
2282 /*
2283  * Drive the periodic memory faults..
2284  */
2285 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2286 {
2287         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2288         u64 period, now;
2289
2290         /*
2291          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2292          */
2293         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2294                 return;
2295
2296         /*
2297          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2298          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2299          * task needs to have done some actual work before we bother with
2300          * NUMA placement.
2301          */
2302         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2303         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2304
2305         if (now > curr->node_stamp + period) {
2306                 if (!curr->node_stamp)
2307                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2308                 curr->node_stamp += period;
2309
2310                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2311                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2312                         task_work_add(curr, work, true);
2313                 }
2314         }
2315 }
2316 #else
2317 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2318 {
2319 }
2320
2321 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2322 {
2323 }
2324
2325 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2326 {
2327 }
2328 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2329
2330 static void
2331 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2332 {
2333         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2334         if (!parent_entity(se))
2335                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2336 #ifdef CONFIG_SMP
2337         if (entity_is_task(se)) {
2338                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2339
2340                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2341                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2342         }
2343 #endif
2344         cfs_rq->nr_running++;
2345 }
2346
2347 static void
2348 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2349 {
2350         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2351         if (!parent_entity(se))
2352                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2353         if (entity_is_task(se)) {
2354                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2355                 list_del_init(&se->group_node);
2356         }
2357         cfs_rq->nr_running--;
2358 }
2359
2360 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2361 # ifdef CONFIG_SMP
2362 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2363 {
2364         long tg_weight;
2365
2366         /*
2367          * Use this CPU's real-time load instead of the last load contribution
2368          * as the updating of the contribution is delayed, and we will use the
2369          * the real-time load to calc the share. See update_tg_load_avg().
2370          */
2371         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2372         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2373         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2374
2375         return tg_weight;
2376 }
2377
2378 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2379 {
2380         long tg_weight, load, shares;
2381
2382         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2383         load = cfs_rq->load.weight;
2384
2385         shares = (tg->shares * load);
2386         if (tg_weight)
2387                 shares /= tg_weight;
2388
2389         if (shares < MIN_SHARES)
2390                 shares = MIN_SHARES;
2391         if (shares > tg->shares)
2392                 shares = tg->shares;
2393
2394         return shares;
2395 }
2396 # else /* CONFIG_SMP */
2397 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2398 {
2399         return tg->shares;
2400 }
2401 # endif /* CONFIG_SMP */
2402 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2403                             unsigned long weight)
2404 {
2405         if (se->on_rq) {
2406                 /* commit outstanding execution time */
2407                 if (cfs_rq->curr == se)
2408                         update_curr(cfs_rq);
2409                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2410         }
2411
2412         update_load_set(&se->load, weight);
2413
2414         if (se->on_rq)
2415                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2416 }
2417
2418 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2419
2420 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2421 {
2422         struct task_group *tg;
2423         struct sched_entity *se;
2424         long shares;
2425
2426         tg = cfs_rq->tg;
2427         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2428         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2429                 return;
2430 #ifndef CONFIG_SMP
2431         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2432                 return;
2433 #endif
2434         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2435
2436         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2437 }
2438 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2439 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2440 {
2441 }
2442 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2443
2444 #ifdef CONFIG_SMP
2445 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2446 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2447         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2448         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2449         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2450         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2451         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2452         0x85aac367, 0x82cd8698,
2453 };
2454
2455 /*
2456  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2457  * over-estimates when re-combining.
2458  */
2459 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2460             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2461          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2462         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2463 };
2464
2465 /*
2466  * Approximate:
2467  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2468  */
2469 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2470 {
2471         unsigned int local_n;
2472
2473         if (!n)
2474                 return val;
2475         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2476                 return 0;
2477
2478         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2479         local_n = n;
2480
2481         /*
2482          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2483          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2484          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2485          *
2486          * To achieve constant time decay_load.
2487          */
2488         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2489                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2490                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2491         }
2492
2493         val = mul_u64_u32_shr(val, runnable_avg_yN_inv[local_n], 32);
2494         return val;
2495 }
2496
2497 /*
2498  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2499  * average will be: \Sum 1024*y^n
2500  *
2501  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2502  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2503  */
2504 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2505 {
2506         u32 contrib = 0;
2507
2508         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2509                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2510         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2511                 return LOAD_AVG_MAX;
2512
2513         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2514         do {
2515                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2516                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2517
2518                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2519         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2520
2521         contrib = decay_load(contrib, n);
2522         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2523 }
2524
2525 #if (SCHED_LOAD_SHIFT - SCHED_LOAD_RESOLUTION) != 10 || SCHED_CAPACITY_SHIFT != 10
2526 #error "load tracking assumes 2^10 as unit"
2527 #endif
2528
2529 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
2530
2531 /*
2532  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2533  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2534  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2535  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2536  *
2537  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2538  *      p0            p1           p2
2539  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2540  *
2541  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2542  *
2543  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2544  * following representation of historical load:
2545  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2546  *
2547  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2548  *   y^32 = 0.5
2549  *
2550  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2551  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2552  * (u_0).
2553  *
2554  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2555  * sum again by y is sufficient to update:
2556  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2557  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2558  */
2559 static __always_inline int
2560 __update_load_avg(u64 now, int cpu, struct sched_avg *sa,
2561                   unsigned long weight, int running, struct cfs_rq *cfs_rq)
2562 {
2563         u64 delta, scaled_delta, periods;
2564         u32 contrib;
2565         unsigned int delta_w, scaled_delta_w, decayed = 0;
2566         unsigned long scale_freq, scale_cpu;
2567
2568         delta = now - sa->last_update_time;
2569         /*
2570          * This should only happen when time goes backwards, which it
2571          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2572          */
2573         if ((s64)delta < 0) {
2574                 sa->last_update_time = now;
2575                 return 0;
2576         }
2577
2578         /*
2579          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2580          * approximation of 1us and fast to compute.
2581          */
2582         delta >>= 10;
2583         if (!delta)
2584                 return 0;
2585         sa->last_update_time = now;
2586
2587         scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2588         scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
2589
2590         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2591         delta_w = sa->period_contrib;
2592         if (delta + delta_w >= 1024) {
2593                 decayed = 1;
2594
2595                 /* how much left for next period will start over, we don't know yet */
2596                 sa->period_contrib = 0;
2597
2598                 /*
2599                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2600                  * out how much from delta we need to complete the current
2601                  * period and accrue it.
2602                  */
2603                 delta_w = 1024 - delta_w;
2604                 scaled_delta_w = cap_scale(delta_w, scale_freq);
2605                 if (weight) {
2606                         sa->load_sum += weight * scaled_delta_w;
2607                         if (cfs_rq) {
2608                                 cfs_rq->runnable_load_sum +=
2609                                                 weight * scaled_delta_w;
2610                         }
2611                 }
2612                 if (running)
2613                         sa->util_sum += scaled_delta_w * scale_cpu;
2614
2615                 delta -= delta_w;
2616
2617                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2618                 periods = delta / 1024;
2619                 delta %= 1024;
2620
2621                 sa->load_sum = decay_load(sa->load_sum, periods + 1);
2622                 if (cfs_rq) {
2623                         cfs_rq->runnable_load_sum =
2624                                 decay_load(cfs_rq->runnable_load_sum, periods + 1);
2625                 }
2626                 sa->util_sum = decay_load((u64)(sa->util_sum), periods + 1);
2627
2628                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2629                 contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2630                 contrib = cap_scale(contrib, scale_freq);
2631                 if (weight) {
2632                         sa->load_sum += weight * contrib;
2633                         if (cfs_rq)
2634                                 cfs_rq->runnable_load_sum += weight * contrib;
2635                 }
2636                 if (running)
2637                         sa->util_sum += contrib * scale_cpu;
2638         }
2639
2640         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2641         scaled_delta = cap_scale(delta, scale_freq);
2642         if (weight) {
2643                 sa->load_sum += weight * scaled_delta;
2644                 if (cfs_rq)
2645                         cfs_rq->runnable_load_sum += weight * scaled_delta;
2646         }
2647         if (running)
2648                 sa->util_sum += scaled_delta * scale_cpu;
2649
2650         sa->period_contrib += delta;
2651
2652         if (decayed) {
2653                 sa->load_avg = div_u64(sa->load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2654                 if (cfs_rq) {
2655                         cfs_rq->runnable_load_avg =
2656                                 div_u64(cfs_rq->runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2657                 }
2658                 sa->util_avg = sa->util_sum / LOAD_AVG_MAX;
2659         }
2660
2661         return decayed;
2662 }
2663
2664 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2665 /*
2666  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share (which is done)
2667  * and effective_load (which is not done because it is too costly).
2668  */
2669 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
2670 {
2671         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2672
2673         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
2674                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
2675                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
2676         }
2677 }
2678
2679 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2680 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
2681 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2682
2683 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2684
2685 /* Group cfs_rq's load_avg is used for task_h_load and update_cfs_share */
2686 static inline int update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
2687 {
2688         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
2689         int decayed, removed = 0;
2690
2691         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
2692                 s64 r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
2693                 sa->load_avg = max_t(long, sa->load_avg - r, 0);
2694                 sa->load_sum = max_t(s64, sa->load_sum - r * LOAD_AVG_MAX, 0);
2695                 removed = 1;
2696         }
2697
2698         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
2699                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
2700                 sa->util_avg = max_t(long, sa->util_avg - r, 0);
2701                 sa->util_sum = max_t(s32, sa->util_sum - r * LOAD_AVG_MAX, 0);
2702         }
2703
2704         decayed = __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2705                 scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->curr != NULL, cfs_rq);
2706
2707 #ifndef CONFIG_64BIT
2708         smp_wmb();
2709         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
2710 #endif
2711
2712         return decayed || removed;
2713 }
2714
2715 /* Update task and its cfs_rq load average */
2716 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg)
2717 {
2718         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2719         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2720         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
2721
2722         /*
2723          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
2724          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
2725          */
2726         __update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
2727                           se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2728                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2729
2730         if (update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq) && update_tg)
2731                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2732 }
2733
2734 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2735 {
2736         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
2737                 goto skip_aging;
2738
2739         /*
2740          * If we got migrated (either between CPUs or between cgroups) we'll
2741          * have aged the average right before clearing @last_update_time.
2742          */
2743         if (se->avg.last_update_time) {
2744                 __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2745                                   &se->avg, 0, 0, NULL);
2746
2747                 /*
2748                  * XXX: we could have just aged the entire load away if we've been
2749                  * absent from the fair class for too long.
2750                  */
2751         }
2752
2753 skip_aging:
2754         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2755         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2756         cfs_rq->avg.load_sum += se->avg.load_sum;
2757         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
2758         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
2759 }
2760
2761 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2762 {
2763         __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2764                           &se->avg, se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2765                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2766
2767         cfs_rq->avg.load_avg = max_t(long, cfs_rq->avg.load_avg - se->avg.load_avg, 0);
2768         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(s64,  cfs_rq->avg.load_sum - se->avg.load_sum, 0);
2769         cfs_rq->avg.util_avg = max_t(long, cfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg, 0);
2770         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(s32,  cfs_rq->avg.util_sum - se->avg.util_sum, 0);
2771 }
2772
2773 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
2774 static inline void
2775 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2776 {
2777         struct sched_avg *sa = &se->avg;
2778         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2779         int migrated, decayed;
2780
2781         migrated = !sa->last_update_time;
2782         if (!migrated) {
2783                 __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2784                         se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2785                         cfs_rq->curr == se, NULL);
2786         }
2787
2788         decayed = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
2789
2790         cfs_rq->runnable_load_avg += sa->load_avg;
2791         cfs_rq->runnable_load_sum += sa->load_sum;
2792
2793         if (migrated)
2794                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
2795
2796         if (decayed || migrated)
2797                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2798 }
2799
2800 /* Remove the runnable load generated by se from cfs_rq's runnable load average */
2801 static inline void
2802 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2803 {
2804         update_load_avg(se, 1);
2805
2806         cfs_rq->runnable_load_avg =
2807                 max_t(long, cfs_rq->runnable_load_avg - se->avg.load_avg, 0);
2808         cfs_rq->runnable_load_sum =
2809                 max_t(s64,  cfs_rq->runnable_load_sum - se->avg.load_sum, 0);
2810 }
2811
2812 /*
2813  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
2814  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
2815  */
2816 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
2817 {
2818         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2819         u64 last_update_time;
2820
2821 #ifndef CONFIG_64BIT
2822         u64 last_update_time_copy;
2823
2824         do {
2825                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
2826                 smp_rmb();
2827                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2828         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
2829 #else
2830         last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2831 #endif
2832
2833         __update_load_avg(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), &se->avg, 0, 0, NULL);
2834         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
2835         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
2836 }
2837
2838 /*
2839  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2840  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2841  * be the only way to update the runnable statistic.
2842  */
2843 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2844 {
2845 }
2846
2847 /*
2848  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2849  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2850  * be the only way to update the runnable statistic.
2851  */
2852 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2853 {
2854 }
2855
2856 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2857 {
2858         return cfs_rq->runnable_load_avg;
2859 }
2860
2861 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2862 {
2863         return cfs_rq->avg.load_avg;
2864 }
2865
2866 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2867
2868 #else /* CONFIG_SMP */
2869
2870 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg) {}
2871 static inline void
2872 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2873 static inline void
2874 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2875 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
2876
2877 static inline void
2878 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2879 static inline void
2880 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2881
2882 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2883 {
2884         return 0;
2885 }
2886
2887 #endif /* CONFIG_SMP */
2888
2889 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2890 {
2891 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2892         struct task_struct *tsk = NULL;
2893
2894         if (entity_is_task(se))
2895                 tsk = task_of(se);
2896
2897         if (se->statistics.sleep_start) {
2898                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2899
2900                 if ((s64)delta < 0)
2901                         delta = 0;
2902
2903                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2904                         se->statistics.sleep_max = delta;
2905
2906                 se->statistics.sleep_start = 0;
2907                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2908
2909                 if (tsk) {
2910                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2911                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2912                 }
2913         }
2914         if (se->statistics.block_start) {
2915                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2916
2917                 if ((s64)delta < 0)
2918                         delta = 0;
2919
2920                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2921                         se->statistics.block_max = delta;
2922
2923                 se->statistics.block_start = 0;
2924                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2925
2926                 if (tsk) {
2927                         if (tsk->in_iowait) {
2928                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2929                                 se->statistics.iowait_count++;
2930                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2931                         }
2932
2933                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2934                         trace_sched_blocked_reason(tsk);
2935
2936                         /*
2937                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2938                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2939                          * amount of time that the task spent sleeping:
2940                          */
2941                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2942                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2943                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2944                                                 delta >> 20);
2945                         }
2946                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2947                 }
2948         }
2949 #endif
2950 }
2951
2952 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2953 {
2954 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2955         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2956
2957         if (d < 0)
2958                 d = -d;
2959
2960         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2961                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2962 #endif
2963 }
2964
2965 static void
2966 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2967 {
2968         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2969
2970         /*
2971          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2972          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2973          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2974          * stays open at the end.
2975          */
2976         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2977                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2978
2979         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2980         if (!initial) {
2981                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2982
2983                 /*
2984                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2985                  * for a gentler effect of sleepers:
2986                  */
2987                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2988                         thresh >>= 1;
2989
2990                 vruntime -= thresh;
2991         }
2992
2993         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2994         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2995 }
2996
2997 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2998
2999 static void
3000 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3001 {
3002         /*
3003          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3004          * through calling update_curr().
3005          */
3006         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3007                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3008
3009         /*
3010          * Update run-time statistics of the 'current'.
3011          */
3012         update_curr(cfs_rq);
3013         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3014         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3015         update_cfs_shares(cfs_rq);
3016
3017         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3018                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3019                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3020         }
3021
3022         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3023         check_spread(cfs_rq, se);
3024         if (se != cfs_rq->curr)
3025                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3026         se->on_rq = 1;
3027
3028         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3029                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3030                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3031         }
3032 }
3033
3034 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3035 {
3036         for_each_sched_entity(se) {
3037                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3038                 if (cfs_rq->last != se)
3039                         break;
3040
3041                 cfs_rq->last = NULL;
3042         }
3043 }
3044
3045 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3046 {
3047         for_each_sched_entity(se) {
3048                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3049                 if (cfs_rq->next != se)
3050                         break;
3051
3052                 cfs_rq->next = NULL;
3053         }
3054 }
3055
3056 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3057 {
3058         for_each_sched_entity(se) {
3059                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3060                 if (cfs_rq->skip != se)
3061                         break;
3062
3063                 cfs_rq->skip = NULL;
3064         }
3065 }
3066
3067 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3068 {
3069         if (cfs_rq->last == se)
3070                 __clear_buddies_last(se);
3071
3072         if (cfs_rq->next == se)
3073                 __clear_buddies_next(se);
3074
3075         if (cfs_rq->skip == se)
3076                 __clear_buddies_skip(se);
3077 }
3078
3079 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3080
3081 static void
3082 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3083 {
3084         /*
3085          * Update run-time statistics of the 'current'.
3086          */
3087         update_curr(cfs_rq);
3088         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3089
3090         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3091         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3092 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3093                 if (entity_is_task(se)) {
3094                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3095
3096                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3097                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3098                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3099                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3100                 }
3101 #endif
3102         }
3103
3104         clear_buddies(cfs_rq, se);
3105
3106         if (se != cfs_rq->curr)
3107                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3108         se->on_rq = 0;
3109         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3110
3111         /*
3112          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3113          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3114          * movement in our normalized position.
3115          */
3116         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3117                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3118
3119         /* return excess runtime on last dequeue */
3120         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3121
3122         update_min_vruntime(cfs_rq);
3123         update_cfs_shares(cfs_rq);
3124 }
3125
3126 /*
3127  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3128  */
3129 static void
3130 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3131 {
3132         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3133         struct sched_entity *se;
3134         s64 delta;
3135
3136         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3137         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3138         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3139                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3140                 /*
3141                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3142                  * re-elected due to buddy favours.
3143                  */
3144                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3145                 return;
3146         }
3147
3148         /*
3149          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3150          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3151          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3152          */
3153         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3154                 return;
3155
3156         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3157         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3158
3159         if (delta < 0)
3160                 return;
3161
3162         if (delta > ideal_runtime)
3163                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3164 }
3165
3166 static void
3167 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3168 {
3169         /* 'current' is not kept within the tree. */
3170         if (se->on_rq) {
3171                 /*
3172                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3173                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3174                  * runqueue.
3175                  */
3176                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3177                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3178                 update_load_avg(se, 1);
3179         }
3180
3181         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3182         cfs_rq->curr = se;
3183 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3184         /*
3185          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3186          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3187          * when there are only lesser-weight tasks around):
3188          */
3189         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3190                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3191                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3192         }
3193 #endif
3194         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3195 }
3196
3197 static int
3198 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3199
3200 /*
3201  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3202  * 1) keep things fair between processes/task groups
3203  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3204  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3205  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3206  */
3207 static struct sched_entity *
3208 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3209 {
3210         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3211         struct sched_entity *se;
3212
3213         /*
3214          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3215          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3216          */
3217         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3218                 left = curr;
3219
3220         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3221
3222         /*
3223          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3224          * be done without getting too unfair.
3225          */
3226         if (cfs_rq->skip == se) {
3227                 struct sched_entity *second;
3228
3229                 if (se == curr) {
3230                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3231                 } else {
3232                         second = __pick_next_entity(se);
3233                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3234                                 second = curr;
3235                 }
3236
3237                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3238                         se = second;
3239         }
3240
3241         /*
3242          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3243          */
3244         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3245                 se = cfs_rq->last;
3246
3247         /*
3248          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3249          */
3250         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3251                 se = cfs_rq->next;
3252
3253         clear_buddies(cfs_rq, se);
3254
3255         return se;
3256 }
3257
3258 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3259
3260 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3261 {
3262         /*
3263          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3264          * was not called and update_curr() has to be done:
3265          */
3266         if (prev->on_rq)
3267                 update_curr(cfs_rq);
3268
3269         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3270         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3271
3272         check_spread(cfs_rq, prev);
3273         if (prev->on_rq) {
3274                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3275                 /* Put 'current' back into the tree. */
3276                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3277                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3278                 update_load_avg(prev, 0);
3279         }
3280         cfs_rq->curr = NULL;
3281 }
3282
3283 static void
3284 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3285 {
3286         /*
3287          * Update run-time statistics of the 'current'.
3288          */
3289         update_curr(cfs_rq);
3290
3291         /*
3292          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3293          */
3294         update_load_avg(curr, 1);
3295         update_cfs_shares(cfs_rq);
3296
3297 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3298         /*
3299          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3300          * validating it and just reschedule.
3301          */
3302         if (queued) {
3303                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3304                 return;
3305         }
3306         /*
3307          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3308          */
3309         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3310                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3311                 return;
3312 #endif
3313
3314         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3315                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3316 }
3317
3318
3319 /**************************************************
3320  * CFS bandwidth control machinery
3321  */
3322
3323 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3324
3325 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3326 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3327
3328 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3329 {
3330         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3331 }
3332
3333 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3334 {
3335         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3336 }
3337
3338 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3339 {
3340         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3341 }
3342 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3343 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3344 {
3345         return true;
3346 }
3347
3348 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3349 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3350 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3351
3352 /*
3353  * default period for cfs group bandwidth.
3354  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3355  */
3356 static inline u64 default_cfs_period(void)
3357 {
3358         return 100000000ULL;
3359 }
3360
3361 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3362 {
3363         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3364 }
3365
3366 /*
3367  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3368  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3369  * additional synchronization around rq->lock.
3370  *
3371  * requires cfs_b->lock
3372  */
3373 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3374 {
3375         u64 now;
3376
3377         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3378                 return;
3379
3380         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3381         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3382         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3383 }
3384
3385 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3386 {
3387         return &tg->cfs_bandwidth;
3388 }
3389
3390 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3391 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3392 {
3393         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3394                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3395
3396         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3397 }
3398
3399 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3400 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3401 {
3402         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3403         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3404         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3405
3406         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3407         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3408
3409         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3410         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3411                 amount = min_amount;
3412         else {
3413                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3414
3415                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3416                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3417                         cfs_b->runtime -= amount;
3418                         cfs_b->idle = 0;
3419                 }
3420         }
3421         expires = cfs_b->runtime_expires;
3422         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3423
3424         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3425         /*
3426          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3427          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3428          * issued.
3429          */
3430         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3431                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3432
3433         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3434 }
3435
3436 /*
3437  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3438  * fact that rq->clock snapshots this value.
3439  */
3440 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3441 {
3442         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3443
3444         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3445         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3446                 return;
3447
3448         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3449                 return;
3450
3451         /*
3452          * If the local deadline has passed we have to consider the
3453          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3454          * has not truly expired.
3455          *
3456          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3457          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3458          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3459          * exact equality, so a partial write will still work.
3460          */
3461
3462         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3463                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3464                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3465         } else {
3466                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3467                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3468         }
3469 }
3470
3471 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3472 {
3473         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3474         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3475         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3476
3477         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3478                 return;
3479
3480         /*
3481          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3482          * hierarchy can be throttled
3483          */
3484         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3485                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3486 }
3487
3488 static __always_inline
3489 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3490 {
3491         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3492                 return;
3493
3494         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3495 }
3496
3497 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3498 {
3499         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3500 }
3501
3502 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3503 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3504 {
3505         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3506 }
3507
3508 /*
3509  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3510  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3511  * load-balance operations.
3512  */
3513 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3514                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3515 {
3516         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3517
3518         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3519         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3520
3521         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3522                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3523 }
3524
3525 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3526 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3527 {
3528         struct rq *rq = data;
3529         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3530
3531         cfs_rq->throttle_count--;
3532 #ifdef CONFIG_SMP
3533         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3534                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3535                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3536                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3537         }
3538 #endif
3539
3540         return 0;
3541 }
3542
3543 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3544 {
3545         struct rq *rq = data;
3546         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3547
3548         /* group is entering throttled state, stop time */
3549         if (!cfs_rq->throttle_count)
3550                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3551         cfs_rq->throttle_count++;
3552
3553         return 0;
3554 }
3555
3556 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3557 {
3558         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3559         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3560         struct sched_entity *se;
3561         long task_delta, dequeue = 1;
3562         bool empty;
3563
3564         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3565
3566         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3567         rcu_read_lock();
3568         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3569         rcu_read_unlock();
3570
3571         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3572         for_each_sched_entity(se) {
3573                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3574                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3575                 if (!se->on_rq)
3576                         break;
3577
3578                 if (dequeue)
3579                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3580                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3581
3582                 if (qcfs_rq->load.weight)
3583                         dequeue = 0;
3584         }
3585
3586         if (!se)
3587                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3588
3589         cfs_rq->throttled = 1;
3590         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3591         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3592         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3593
3594         /*
3595          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3596          * distribute_cfs_runtime will not see us
3597          */
3598         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3599
3600         /*
3601          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
3602          * timer is running.
3603          */
3604         if (empty)
3605                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3606
3607         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3608 }
3609
3610 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3611 {
3612         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3613         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3614         struct sched_entity *se;
3615         int enqueue = 1;
3616         long task_delta;
3617
3618         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3619
3620         cfs_rq->throttled = 0;
3621
3622         update_rq_clock(rq);
3623
3624         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3625         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3626         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3627         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3628
3629         /* update hierarchical throttle state */
3630         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3631
3632         if (!cfs_rq->load.weight)
3633                 return;
3634
3635         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3636         for_each_sched_entity(se) {
3637                 if (se->on_rq)
3638                         enqueue = 0;
3639
3640                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3641                 if (enqueue)
3642                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3643                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3644
3645                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3646                         break;
3647         }
3648
3649         if (!se)
3650                 add_nr_running(rq, task_delta);
3651
3652         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3653         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3654                 resched_curr(rq);
3655 }
3656
3657 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3658                 u64 remaining, u64 expires)
3659 {
3660         struct cfs_rq *cfs_rq;
3661         u64 runtime;
3662         u64 starting_runtime = remaining;
3663
3664         rcu_read_lock();
3665         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3666                                 throttled_list) {
3667                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3668
3669                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3670                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3671                         goto next;
3672
3673                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3674                 if (runtime > remaining)
3675                         runtime = remaining;
3676                 remaining -= runtime;
3677
3678                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3679                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3680
3681                 /* we check whether we're throttled above */
3682                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3683                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3684
3685 next:
3686                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3687
3688                 if (!remaining)
3689                         break;
3690         }
3691         rcu_read_unlock();
3692
3693         return starting_runtime - remaining;
3694 }
3695
3696 /*
3697  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3698  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3699  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3700  * used to track this state.
3701  */
3702 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3703 {
3704         u64 runtime, runtime_expires;
3705         int throttled;
3706
3707         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3708         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3709                 goto out_deactivate;
3710
3711         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3712         cfs_b->nr_periods += overrun;
3713
3714         /*
3715          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3716          * we're going inactive then everything else can be deferred
3717          */
3718         if (cfs_b->idle && !throttled)
3719                 goto out_deactivate;
3720
3721         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3722
3723         if (!throttled) {
3724                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3725                 cfs_b->idle = 1;
3726                 return 0;
3727         }
3728
3729         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3730         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3731
3732         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3733
3734         /*
3735          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3736          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3737          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3738          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3739          * only by limited amounts in that extreme case.
3740          */
3741         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3742                 runtime = cfs_b->runtime;
3743                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3744                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3745                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3746                                                  runtime_expires);
3747                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3748
3749                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3750
3751                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3752         }
3753
3754         /*
3755          * While we are ensured activity in the period following an
3756          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3757          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3758          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3759          */
3760         cfs_b->idle = 0;
3761
3762         return 0;
3763
3764 out_deactivate:
3765         return 1;
3766 }
3767
3768 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3769 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3770 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3771 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3772 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3773 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3774
3775 /*
3776  * Are we near the end of the current quota period?
3777  *
3778  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3779  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
3780  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3781  */
3782 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3783 {
3784         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3785         u64 remaining;
3786
3787         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3788         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3789                 return 1;
3790
3791         /* is a quota refresh about to occur? */
3792         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3793         if (remaining < min_expire)
3794                 return 1;
3795
3796         return 0;
3797 }
3798
3799 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3800 {
3801         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3802
3803         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3804         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3805                 return;
3806
3807         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
3808                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
3809                         HRTIMER_MODE_REL);
3810 }
3811
3812 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3813 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3814 {
3815         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3816         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3817
3818         if (slack_runtime <= 0)
3819                 return;
3820
3821         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3822         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3823             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3824                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3825
3826                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3827                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3828                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3829                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3830         }
3831         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3832
3833         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3834         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3835 }
3836
3837 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3838 {
3839         if (!cfs_bandwidth_used())
3840                 return;
3841
3842         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3843                 return;
3844
3845         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3846 }
3847
3848 /*
3849  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3850  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3851  */
3852 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3853 {
3854         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3855         u64 expires;
3856
3857         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3858         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3859         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3860                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3861                 return;
3862         }
3863
3864         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3865                 runtime = cfs_b->runtime;
3866
3867         expires = cfs_b->runtime_expires;
3868         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3869
3870         if (!runtime)
3871                 return;
3872
3873         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3874
3875         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3876         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3877                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3878         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3879 }
3880
3881 /*
3882  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3883  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3884  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3885  */
3886 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3887 {
3888         if (!cfs_bandwidth_used())
3889                 return;
3890
3891         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3892         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3893                 return;
3894
3895         /* ensure the group is not already throttled */
3896         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3897                 return;
3898
3899         /* update runtime allocation */
3900         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3901         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3902                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3903 }
3904
3905 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3906 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3907 {
3908         if (!cfs_bandwidth_used())
3909                 return false;
3910
3911         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3912                 return false;
3913
3914         /*
3915          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3916          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3917          */
3918         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3919                 return true;
3920
3921         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3922         return true;
3923 }
3924
3925 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3926 {
3927         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3928                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3929
3930         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3931
3932         return HRTIMER_NORESTART;
3933 }
3934
3935 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3936 {
3937         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3938                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3939         int overrun;
3940         int idle = 0;
3941
3942         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3943         for (;;) {
3944                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
3945                 if (!overrun)
3946                         break;
3947
3948                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3949         }
3950         if (idle)
3951                 cfs_b->period_active = 0;
3952         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3953
3954         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3955 }
3956
3957 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3958 {
3959         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3960         cfs_b->runtime = 0;
3961         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3962         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3963
3964         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3965         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
3966         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3967         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3968         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3969 }
3970
3971 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3972 {
3973         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3974         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3975 }
3976
3977 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3978 {
3979         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
3980
3981         if (!cfs_b->period_active) {
3982                 cfs_b->period_active = 1;
3983                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3984                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
3985         }
3986 }
3987
3988 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3989 {
3990         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
3991         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
3992                 return;
3993
3994         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3995         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3996 }
3997
3998 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
3999 {
4000         struct cfs_rq *cfs_rq;
4001
4002         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4003                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4004
4005                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4006                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4007                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4008         }
4009 }
4010
4011 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4012 {
4013         struct cfs_rq *cfs_rq;
4014
4015         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4016                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4017                         continue;
4018
4019                 /*
4020                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4021                  * there's some valid quota amount
4022                  */
4023                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4024                 /*
4025                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4026                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4027                  */
4028                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4029
4030                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4031                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4032         }
4033 }
4034
4035 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4036 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4037 {
4038         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4039 }
4040
4041 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4042 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4043 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4044 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4045
4046 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4047 {
4048         return 0;
4049 }
4050
4051 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4052 {
4053         return 0;
4054 }
4055
4056 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4057                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4058 {
4059         return 0;
4060 }
4061
4062 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4063
4064 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4065 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4066 #endif
4067
4068 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4069 {
4070         return NULL;
4071 }
4072 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4073 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4074 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4075
4076 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4077
4078 /**************************************************
4079  * CFS operations on tasks:
4080  */
4081
4082 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4083 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4084 {
4085         struct sched_entity *se = &p->se;
4086         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4087
4088         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4089
4090         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4091                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4092                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4093                 s64 delta = slice - ran;
4094
4095                 if (delta < 0) {
4096                         if (rq->curr == p)
4097                                 resched_curr(rq);
4098                         return;
4099                 }
4100                 hrtick_start(rq, delta);
4101         }
4102 }
4103
4104 /*
4105  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4106  * current task is from our class and nr_running is low enough
4107  * to matter.
4108  */
4109 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4110 {
4111         struct task_struct *curr = rq->curr;
4112
4113         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4114                 return;
4115
4116         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4117                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4118 }
4119 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4120 static inline void
4121 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4122 {
4123 }
4124
4125 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4126 {
4127 }
4128 #endif
4129
4130 /*
4131  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4132  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4133  * then put the task into the rbtree:
4134  */
4135 static void
4136 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4137 {
4138         struct cfs_rq *cfs_rq;
4139         struct sched_entity *se = &p->se;
4140
4141         for_each_sched_entity(se) {
4142                 if (se->on_rq)
4143                         break;
4144                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4145                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4146
4147                 /*
4148                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4149                  *
4150                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4151                  * post the final h_nr_running increment below.
4152                 */
4153                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4154                         break;
4155                 cfs_rq->h_nr_running++;
4156
4157                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4158         }
4159
4160         for_each_sched_entity(se) {
4161                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4162                 cfs_rq->h_nr_running++;
4163
4164                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4165                         break;
4166
4167                 update_load_avg(se, 1);
4168                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4169         }
4170
4171         if (!se)
4172                 add_nr_running(rq, 1);
4173
4174         hrtick_update(rq);
4175 }
4176
4177 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4178
4179 /*
4180  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4181  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4182  * update the fair scheduling stats:
4183  */
4184 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4185 {
4186         struct cfs_rq *cfs_rq;
4187         struct sched_entity *se = &p->se;
4188         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4189
4190         for_each_sched_entity(se) {
4191                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4192                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4193
4194                 /*
4195                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4196                  *
4197                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4198                  * post the final h_nr_running decrement below.
4199                 */
4200                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4201                         break;
4202                 cfs_rq->h_nr_running--;
4203
4204                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4205                 if (cfs_rq->load.weight) {
4206                         /*
4207                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4208                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4209                          */
4210                         if (task_sleep && parent_entity(se))
4211                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
4212
4213                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
4214                         se = parent_entity(se);
4215                         break;
4216                 }
4217                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4218         }
4219
4220         for_each_sched_entity(se) {
4221                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4222                 cfs_rq->h_nr_running--;
4223
4224                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4225                         break;
4226
4227                 update_load_avg(se, 1);
4228                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4229         }
4230
4231         if (!se)
4232                 sub_nr_running(rq, 1);
4233
4234         hrtick_update(rq);
4235 }
4236
4237 #ifdef CONFIG_SMP
4238
4239 /*
4240  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4241  */
4242
4243 /*
4244  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4245  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4246  *
4247  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4248  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4249  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4250  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4251  *
4252  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4253  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4254  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4255  *
4256  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4257  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4258  * particular idx is approximated to be zero.
4259  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4260  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4261  * based on 128 point scale.
4262  * Example:
4263  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4264  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4265  *
4266  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4267  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4268  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4269  */
4270 #define DEGRADE_SHIFT           7
4271 static const unsigned char
4272                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4273 static const unsigned char
4274                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4275                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4276                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4277                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4278                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4279                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4280
4281 /*
4282  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4283  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4284  * adding any new load.
4285  */
4286 static unsigned long
4287 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4288 {
4289         int j = 0;
4290
4291         if (!missed_updates)
4292                 return load;
4293
4294         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4295                 return 0;
4296
4297         if (idx == 1)
4298                 return load >> missed_updates;
4299
4300         while (missed_updates) {
4301                 if (missed_updates % 2)
4302                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4303
4304                 missed_updates >>= 1;
4305                 j++;
4306         }
4307         return load;
4308 }
4309
4310 /*
4311  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4312  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4313  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4314  */
4315 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4316                               unsigned long pending_updates)
4317 {
4318         int i, scale;
4319
4320         this_rq->nr_load_updates++;
4321
4322         /* Update our load: */
4323         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4324         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4325                 unsigned long old_load, new_load;
4326
4327                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4328
4329                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4330                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4331                 new_load = this_load;
4332                 /*
4333                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4334                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4335                  * example.
4336                  */
4337                 if (new_load > old_load)
4338                         new_load += scale - 1;
4339
4340                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4341         }
4342
4343         sched_avg_update(this_rq);
4344 }
4345
4346 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4347 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4348 {
4349         return cfs_rq_runnable_load_avg(&cpu_rq(cpu)->cfs);
4350 }
4351
4352 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4353 /*
4354  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4355  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4356  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4357  *
4358  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4359  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4360  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4361  * (tick_nohz_idle_exit).
4362  *
4363  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
4364  */
4365
4366 /*
4367  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
4368  * idle balance.
4369  */
4370 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
4371 {
4372         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4373         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4374         unsigned long pending_updates;
4375
4376         /*
4377          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
4378          */
4379         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4380                 return;
4381
4382         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4383         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4384
4385         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
4386 }
4387
4388 /*
4389  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
4390  */
4391 void update_cpu_load_nohz(void)
4392 {
4393         struct rq *this_rq = this_rq();
4394         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4395         unsigned long pending_updates;
4396
4397         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4398                 return;
4399
4400         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4401         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4402         if (pending_updates) {
4403                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4404                 /*
4405                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
4406                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
4407                  */
4408                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
4409         }
4410         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4411 }
4412 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
4413
4414 /*
4415  * Called from scheduler_tick()
4416  */
4417 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
4418 {
4419         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4420         /*
4421          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
4422          */
4423         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
4424         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
4425 }
4426
4427 /*
4428  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4429  * according to the scheduling class and "nice" value.
4430  *
4431  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4432  * balance conservatively.
4433  */
4434 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4435 {
4436         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4437         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4438
4439         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4440                 return total;
4441
4442         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4443 }
4444
4445 /*
4446  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4447  * according to the scheduling class and "nice" value.
4448  */
4449 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4450 {
4451         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4452         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4453
4454         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4455                 return total;
4456
4457         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4458 }
4459
4460 static unsigned long capacity_of(int cpu)
4461 {
4462         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
4463 }
4464
4465 static unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
4466 {
4467         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
4468 }
4469
4470 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4471 {
4472         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4473         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4474         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(cpu);
4475
4476         if (nr_running)
4477                 return load_avg / nr_running;
4478
4479         return 0;
4480 }
4481
4482 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4483 {
4484         /*
4485          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4486          * about the boundary, really active task won't care
4487          * about the loss.
4488          */
4489         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4490                 current->wakee_flips >>= 1;
4491                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4492         }
4493
4494         if (current->last_wakee != p) {
4495                 current->last_wakee = p;
4496                 current->wakee_flips++;
4497         }
4498 }
4499
4500 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4501 {
4502         struct sched_entity *se = &p->se;
4503         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4504         u64 min_vruntime;
4505
4506 #ifndef CONFIG_64BIT
4507         u64 min_vruntime_copy;
4508
4509         do {
4510                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4511                 smp_rmb();
4512                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4513         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4514 #else
4515         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4516 #endif
4517
4518         se->vruntime -= min_vruntime;
4519         record_wakee(p);
4520 }
4521
4522 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4523 /*
4524  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4525  *
4526  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4527  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4528  * can calculate the shift in shares.
4529  *
4530  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4531  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4532  * total group weight.
4533  *
4534  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4535  * distribution (s_i) using:
4536  *
4537  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4538  *
4539  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4540  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4541  * shares distribution (s_i):
4542  *
4543  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4544  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4545  *
4546  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4547  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4548  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4549  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4550  *
4551  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4552  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4553  *
4554  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4555  *
4556  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4557  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4558  * weight and shares distributions like:
4559  *
4560  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4561  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4562  *
4563  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4564  *
4565  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4566  *
4567  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4568  *
4569  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4570  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4571  * 4/7) times the weight of the group.
4572  */
4573 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4574 {
4575         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4576
4577         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4578                 return wl;
4579
4580         for_each_sched_entity(se) {
4581                 long w, W;
4582
4583                 tg = se->my_q->tg;
4584
4585                 /*
4586                  * W = @wg + \Sum rw_j
4587                  */
4588                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4589
4590                 /*
4591                  * w = rw_i + @wl
4592                  */
4593                 w = cfs_rq_load_avg(se->my_q) + wl;
4594
4595                 /*
4596                  * wl = S * s'_i; see (2)
4597                  */
4598                 if (W > 0 && w < W)
4599                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4600                 else
4601                         wl = tg->shares;
4602
4603                 /*
4604                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4605                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4606                  * calc_cfs_shares().
4607                  */
4608                 if (wl < MIN_SHARES)
4609                         wl = MIN_SHARES;
4610
4611                 /*
4612                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4613                  */
4614                 wl -= se->avg.load_avg;
4615
4616                 /*
4617                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4618                  * the final effective load change on the root group. Since
4619                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4620                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4621                  * resulting from this level per the above.
4622                  */
4623                 wg = 0;
4624         }
4625
4626         return wl;
4627 }
4628 #else
4629
4630 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4631 {
4632         return wl;
4633 }
4634
4635 #endif
4636
4637 /*
4638  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
4639  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
4640  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.  In order
4641  * to determine whether we should let the load spread vs consolodating to
4642  * shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
4643  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.  With
4644  * both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
4645  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.  Waker/wakee
4646  * being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or whatever is
4647  * irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds socket size.
4648  */
4649 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4650 {
4651         unsigned int master = current->wakee_flips;
4652         unsigned int slave = p->wakee_flips;
4653         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4654
4655         if (master < slave)
4656                 swap(master, slave);
4657         if (slave < factor || master < slave * factor)
4658                 return 0;
4659         return 1;
4660 }
4661
4662 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4663 {
4664         s64 this_load, load;
4665         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4666         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4667         struct task_group *tg;
4668         unsigned long weight;
4669         int balanced;
4670
4671         idx       = sd->wake_idx;
4672         this_cpu  = smp_processor_id();
4673         prev_cpu  = task_cpu(p);
4674         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4675         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4676
4677         /*
4678          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4679          * effect of the currently running task from the load
4680          * of the current CPU:
4681          */
4682         if (sync) {
4683                 tg = task_group(current);
4684                 weight = current->se.avg.load_avg;
4685
4686                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4687                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4688         }
4689
4690         tg = task_group(p);
4691         weight = p->se.avg.load_avg;
4692
4693         /*
4694          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4695          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4696          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4697          * about that, so that's good too.
4698          *
4699          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4700          * task to be woken on this_cpu.
4701          */
4702         this_eff_load = 100;
4703         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
4704
4705         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4706         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
4707
4708         if (this_load > 0) {
4709                 this_eff_load *= this_load +
4710                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4711
4712                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4713         }
4714
4715         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4716
4717         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4718
4719         if (!balanced)
4720                 return 0;
4721
4722         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4723         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4724
4725         return 1;
4726 }
4727
4728 /*
4729  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4730  * domain.
4731  */
4732 static struct sched_group *
4733 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4734                   int this_cpu, int sd_flag)
4735 {
4736         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4737         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4738         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4739         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4740
4741         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4742                 load_idx = sd->wake_idx;
4743
4744         do {
4745                 unsigned long load, avg_load;
4746                 int local_group;
4747                 int i;
4748
4749                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4750                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4751                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4752                         continue;
4753
4754                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4755                                                sched_group_cpus(group));
4756
4757                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4758                 avg_load = 0;
4759
4760                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4761                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4762                         if (local_group)
4763                                 load = source_load(i, load_idx);
4764                         else
4765                                 load = target_load(i, load_idx);
4766
4767                         avg_load += load;
4768                 }
4769
4770                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
4771                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
4772
4773                 if (local_group) {
4774                         this_load = avg_load;
4775                 } else if (avg_load < min_load) {
4776                         min_load = avg_load;
4777                         idlest = group;
4778                 }
4779         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4780
4781         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4782                 return NULL;
4783         return idlest;
4784 }
4785
4786 /*
4787  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4788  */
4789 static int
4790 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4791 {
4792         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4793         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
4794         u64 latest_idle_timestamp = 0;
4795         int least_loaded_cpu = this_cpu;
4796         int shallowest_idle_cpu = -1;
4797         int i;
4798
4799         /* Traverse only the allowed CPUs */
4800         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4801                 if (idle_cpu(i)) {
4802                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
4803                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
4804                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
4805                                 /*
4806                                  * We give priority to a CPU whose idle state
4807                                  * has the smallest exit latency irrespective
4808                                  * of any idle timestamp.
4809                                  */
4810                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
4811                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4812                                 shallowest_idle_cpu = i;
4813                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
4814                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
4815                                 /*
4816                                  * If equal or no active idle state, then
4817                                  * the most recently idled CPU might have
4818                                  * a warmer cache.
4819                                  */
4820                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4821                                 shallowest_idle_cpu = i;
4822                         }
4823                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
4824                         load = weighted_cpuload(i);
4825                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4826                                 min_load = load;
4827                                 least_loaded_cpu = i;
4828                         }
4829                 }
4830         }
4831
4832         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
4833 }
4834
4835 /*
4836  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4837  */
4838 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4839 {
4840         struct sched_domain *sd;
4841         struct sched_group *sg;
4842         int i = task_cpu(p);
4843
4844         if (idle_cpu(target))
4845                 return target;
4846
4847         /*
4848          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4849          */
4850         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4851                 return i;
4852
4853         /*
4854          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4855          */
4856         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4857         for_each_lower_domain(sd) {
4858                 sg = sd->groups;
4859                 do {
4860                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4861                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4862                                 goto next;
4863
4864                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4865                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4866                                         goto next;
4867                         }
4868
4869                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4870                                         tsk_cpus_allowed(p));
4871                         goto done;
4872 next:
4873                         sg = sg->next;
4874                 } while (sg != sd->groups);
4875         }
4876 done:
4877         return target;
4878 }
4879
4880 /*
4881  * cpu_util returns the amount of capacity of a CPU that is used by CFS
4882  * tasks. The unit of the return value must be the one of capacity so we can
4883  * compare the utilization with the capacity of the CPU that is available for
4884  * CFS task (ie cpu_capacity).
4885  *
4886  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
4887  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
4888  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
4889  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
4890  * (arch_scale_freq_capacity()).
4891  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
4892  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
4893  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
4894  *
4895  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
4896  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
4897  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
4898  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
4899  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
4900  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
4901  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
4902  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
4903  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
4904  * migrations (scheduler-driven DVFS).
4905  */
4906 static int cpu_util(int cpu)
4907 {
4908         unsigned long util = cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_avg;
4909         unsigned long capacity = capacity_orig_of(cpu);
4910
4911         return (util >= capacity) ? capacity : util;
4912 }
4913
4914 /*
4915  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
4916  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
4917  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
4918  *
4919  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
4920  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
4921  *
4922  * Returns the target cpu number.
4923  *
4924  * preempt must be disabled.
4925  */
4926 static int
4927 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4928 {
4929         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4930         int cpu = smp_processor_id();
4931         int new_cpu = prev_cpu;
4932         int want_affine = 0;
4933         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4934
4935         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4936                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p));
4937
4938         rcu_read_lock();
4939         for_each_domain(cpu, tmp) {
4940                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4941                         break;
4942
4943                 /*
4944                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4945                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4946                  */
4947                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4948                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4949                         affine_sd = tmp;
4950                         break;
4951                 }
4952
4953                 if (tmp->flags & sd_flag)
4954                         sd = tmp;
4955                 else if (!want_affine)
4956                         break;
4957         }
4958
4959         if (affine_sd) {
4960                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
4961                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4962                         new_cpu = cpu;
4963         }
4964
4965         if (!sd) {
4966                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
4967                         new_cpu = select_idle_sibling(p, new_cpu);
4968
4969         } else while (sd) {
4970                 struct sched_group *group;
4971                 int weight;
4972
4973                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4974                         sd = sd->child;
4975                         continue;
4976                 }
4977
4978                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4979                 if (!group) {
4980                         sd = sd->child;
4981                         continue;
4982                 }
4983
4984                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4985                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4986                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4987                         sd = sd->child;
4988                         continue;
4989                 }
4990
4991                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4992                 cpu = new_cpu;
4993                 weight = sd->span_weight;
4994                 sd = NULL;
4995                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4996                         if (weight <= tmp->span_weight)
4997                                 break;
4998                         if (tmp->flags & sd_flag)
4999                                 sd = tmp;
5000                 }
5001                 /* while loop will break here if sd == NULL */
5002         }
5003         rcu_read_unlock();
5004
5005         return new_cpu;
5006 }
5007
5008 /*
5009  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
5010  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
5011  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
5012  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
5013  */
5014 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
5015 {
5016         /*
5017          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
5018          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
5019          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
5020          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
5021          * load sounds not bad.
5022          */
5023         remove_entity_load_avg(&p->se);
5024
5025         /* Tell new CPU we are migrated */
5026         p->se.avg.last_update_time = 0;
5027
5028         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
5029         p->se.exec_start = 0;
5030 }
5031
5032 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
5033 {
5034         remove_entity_load_avg(&p->se);
5035 }
5036 #endif /* CONFIG_SMP */
5037
5038 static unsigned long
5039 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
5040 {
5041         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
5042
5043         /*
5044          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
5045          * to virtual-time in his units.
5046          *
5047          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
5048          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
5049          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
5050          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
5051          * be smaller, again penalizing the lighter task.
5052          *
5053          * This is especially important for buddies when the leftmost
5054          * task is higher priority than the buddy.
5055          */
5056         return calc_delta_fair(gran, se);
5057 }
5058
5059 /*
5060  * Should 'se' preempt 'curr'.
5061  *
5062  *             |s1
5063  *        |s2
5064  *   |s3
5065  *         g
5066  *      |<--->|c
5067  *
5068  *  w(c, s1) = -1
5069  *  w(c, s2) =  0
5070  *  w(c, s3) =  1
5071  *
5072  */
5073 static int
5074 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
5075 {
5076         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
5077
5078         if (vdiff <= 0)
5079                 return -1;
5080
5081         gran = wakeup_gran(curr, se);
5082         if (vdiff > gran)
5083                 return 1;
5084
5085         return 0;
5086 }
5087
5088 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
5089 {
5090         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
5091                 return;
5092
5093         for_each_sched_entity(se)
5094                 cfs_rq_of(se)->last = se;
5095 }
5096
5097 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
5098 {
5099         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
5100                 return;
5101
5102         for_each_sched_entity(se)
5103                 cfs_rq_of(se)->next = se;
5104 }
5105
5106 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
5107 {
5108         for_each_sched_entity(se)
5109                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
5110 }
5111
5112 /*
5113  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
5114  */
5115 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
5116 {
5117         struct task_struct *curr = rq->curr;
5118         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
5119         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
5120         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
5121         int next_buddy_marked = 0;
5122
5123         if (unlikely(se == pse))
5124                 return;
5125
5126         /*
5127          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
5128          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
5129          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
5130          * next-buddy nomination below.
5131          */
5132         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
5133                 return;
5134
5135         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
5136                 set_next_buddy(pse);
5137                 next_buddy_marked = 1;
5138         }
5139
5140         /*
5141          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
5142          * wake up path.
5143          *
5144          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
5145          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
5146          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
5147          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
5148          * below.
5149          */
5150         if (test_tsk_need_resched(curr))
5151                 return;
5152
5153         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
5154         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
5155             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
5156                 goto preempt;
5157
5158         /*
5159          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
5160          * is driven by the tick):
5161          */
5162         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
5163                 return;
5164
5165         find_matching_se(&se, &pse);
5166         update_curr(cfs_rq_of(se));
5167         BUG_ON(!pse);
5168         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
5169                 /*
5170                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
5171                  * triggering this preemption.
5172                  */
5173                 if (!next_buddy_marked)
5174                         set_next_buddy(pse);
5175                 goto preempt;
5176         }
5177
5178         return;
5179
5180 preempt:
5181         resched_curr(rq);
5182         /*
5183          * Only set the backward buddy when the current task is still
5184          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
5185          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
5186          * point, either of which can * drop the rq lock.
5187          *
5188          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
5189          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
5190          */
5191         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
5192                 return;
5193
5194         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
5195                 set_last_buddy(se);
5196 }
5197
5198 static struct task_struct *
5199 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5200 {
5201         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
5202         struct sched_entity *se;
5203         struct task_struct *p;
5204         int new_tasks;
5205
5206 again:
5207 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5208         if (!cfs_rq->nr_running)
5209                 goto idle;
5210
5211         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
5212                 goto simple;
5213
5214         /*
5215          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
5216          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
5217          *
5218          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
5219          * hierarchy, only change the part that actually changes.
5220          */
5221
5222         do {
5223                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
5224
5225                 /*
5226                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
5227                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
5228                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
5229                  * forget we've ever seen it.
5230                  */
5231                 if (curr) {
5232                         if (curr->on_rq)
5233                                 update_curr(cfs_rq);
5234                         else
5235                                 curr = NULL;
5236
5237                         /*
5238                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
5239                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
5240                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
5241                          * be correct.
5242                          */
5243                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
5244                                 goto simple;
5245                 }
5246
5247                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
5248                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5249         } while (cfs_rq);
5250
5251         p = task_of(se);
5252
5253         /*
5254          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
5255          * is a different task than we started out with, try and touch the
5256          * least amount of cfs_rqs.
5257          */
5258         if (prev != p) {
5259                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
5260
5261                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
5262                         int se_depth = se->depth;
5263                         int pse_depth = pse->depth;
5264
5265                         if (se_depth <= pse_depth) {
5266                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
5267                                 pse = parent_entity(pse);
5268                         }
5269                         if (se_depth >= pse_depth) {
5270                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
5271                                 se = parent_entity(se);
5272                         }
5273                 }
5274
5275                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
5276                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5277         }
5278
5279         if (hrtick_enabled(rq))
5280                 hrtick_start_fair(rq, p);
5281
5282         return p;
5283 simple:
5284         cfs_rq = &rq->cfs;
5285 #endif
5286
5287         if (!cfs_rq->nr_running)
5288                 goto idle;
5289
5290         put_prev_task(rq, prev);
5291
5292         do {
5293                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
5294                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5295                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5296         } while (cfs_rq);
5297
5298         p = task_of(se);
5299
5300         if (hrtick_enabled(rq))
5301                 hrtick_start_fair(rq, p);
5302
5303         return p;
5304
5305 idle:
5306         /*
5307          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
5308          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
5309          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
5310          * re-start the picking loop.
5311          */
5312         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
5313         new_tasks = idle_balance(rq);
5314         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
5315         /*
5316          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
5317          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
5318          * must re-start the pick_next_entity() loop.
5319          */
5320         if (new_tasks < 0)
5321                 return RETRY_TASK;
5322
5323         if (new_tasks > 0)
5324                 goto again;
5325
5326         return NULL;
5327 }
5328
5329 /*
5330  * Account for a descheduled task:
5331  */
5332 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5333 {
5334         struct sched_entity *se = &prev->se;
5335         struct cfs_rq *cfs_rq;
5336
5337         for_each_sched_entity(se) {
5338                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5339                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
5340         }
5341 }
5342
5343 /*
5344  * sched_yield() is very simple
5345  *
5346  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
5347  */
5348 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
5349 {
5350         struct task_struct *curr = rq->curr;
5351         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
5352         struct sched_entity *se = &curr->se;
5353
5354         /*
5355          * Are we the only task in the tree?
5356          */
5357         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
5358                 return;
5359
5360         clear_buddies(cfs_rq, se);
5361
5362         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
5363                 update_rq_clock(rq);
5364                 /*
5365                  * Update run-time statistics of the 'current'.
5366                  */
5367                 update_curr(cfs_rq);
5368                 /*
5369                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
5370                  * so we don't do microscopic update in schedule()
5371                  * and double the fastpath cost.
5372                  */
5373                 rq_clock_skip_update(rq, true);
5374         }
5375
5376         set_skip_buddy(se);
5377 }
5378
5379 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
5380 {
5381         struct sched_entity *se = &p->se;
5382
5383         /* throttled hierarchies are not runnable */
5384         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
5385                 return false;
5386
5387         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
5388         set_next_buddy(se);
5389
5390         yield_task_fair(rq);
5391
5392         return true;
5393 }
5394
5395 #ifdef CONFIG_SMP
5396 /**************************************************
5397  * Fair scheduling class load-balancing methods.
5398  *
5399  * BASICS
5400  *
5401  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
5402  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
5403  * time to each task. This is expressed in the following equation:
5404  *
5405  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
5406  *
5407  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
5408  * W_i,0 is defined as:
5409  *
5410  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
5411  *
5412  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
5413  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
5414  *
5415  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
5416  * weight:
5417  *
5418  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
5419  *
5420  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
5421  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
5422  * can also include other factors [XXX].
5423  *
5424  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
5425  * directly from (1):
5426  *
5427  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
5428  *
5429  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
5430  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
5431  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
5432  *
5433  * [XXX expand on:
5434  *     - infeasible weights;
5435  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
5436  *
5437  *
5438  * SCHED DOMAINS
5439  *
5440  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
5441  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
5442  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
5443  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
5444  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
5445  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
5446  * the groups.
5447  *
5448  * This yields:
5449  *
5450  *     log_2 n     1     n
5451  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
5452  *     i = 0      2^i   2^i
5453  *                               `- size of each group
5454  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
5455  *         |         `- freq
5456  *         `- sum over all levels
5457  *
5458  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
5459  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
5460  *
5461  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
5462  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
5463  *
5464  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
5465  *
5466  *             log_2 n     
5467  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
5468  *             k = 0
5469  *
5470  * And you'll find that:
5471  *
5472  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
5473  *
5474  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
5475  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
5476  * of:
5477  *
5478  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
5479  *
5480  *
5481  * WORK CONSERVING
5482  *
5483  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
5484  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
5485  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
5486  *
5487  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
5488  * time.
5489  *
5490  * [XXX more?]
5491  *
5492  *
5493  * CGROUPS
5494  *
5495  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
5496  *
5497  *                                s_k,i
5498  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
5499  *                                 S_k
5500  *
5501  * Where
5502  *
5503  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
5504  *
5505  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
5506  *
5507  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
5508  * property.
5509  *
5510  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
5511  *      rewrite all of this once again.]
5512  */ 
5513
5514 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
5515
5516 enum fbq_type { regular, remote, all };
5517
5518 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
5519 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
5520 #define LBF_DST_PINNED  0x04
5521 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
5522
5523 struct lb_env {
5524         struct sched_domain     *sd;
5525
5526         struct rq               *src_rq;
5527         int                     src_cpu;
5528
5529         int                     dst_cpu;
5530         struct rq               *dst_rq;
5531
5532         struct cpumask          *dst_grpmask;
5533         int                     new_dst_cpu;
5534         enum cpu_idle_type      idle;
5535         long                    imbalance;
5536         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5537         struct cpumask          *cpus;
5538
5539         unsigned int            flags;
5540
5541         unsigned int            loop;
5542         unsigned int            loop_break;
5543         unsigned int            loop_max;
5544
5545         enum fbq_type           fbq_type;
5546         struct list_head        tasks;
5547 };
5548
5549 /*
5550  * Is this task likely cache-hot:
5551  */
5552 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5553 {
5554         s64 delta;
5555
5556         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5557
5558         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5559                 return 0;
5560
5561         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5562                 return 0;
5563
5564         /*
5565          * Buddy candidates are cache hot:
5566          */
5567         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
5568                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5569                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5570                 return 1;
5571
5572         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5573                 return 1;
5574         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5575                 return 0;
5576
5577         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
5578
5579         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5580 }
5581
5582 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5583 /*
5584  * Returns 1, if task migration degrades locality
5585  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
5586  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
5587  */
5588 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5589 {
5590         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5591         unsigned long src_faults, dst_faults;
5592         int src_nid, dst_nid;
5593
5594         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
5595                 return -1;
5596
5597         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5598                 return -1;
5599
5600         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5601         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5602
5603         if (src_nid == dst_nid)
5604                 return -1;
5605
5606         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
5607         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
5608                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
5609                         return 1;
5610                 else
5611                         return -1;
5612         }
5613
5614         /* Encourage migration to the preferred node. */
5615         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5616                 return 0;
5617
5618         if (numa_group) {
5619                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
5620                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
5621         } else {
5622                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
5623                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
5624         }
5625
5626         return dst_faults < src_faults;
5627 }
5628
5629 #else
5630 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5631                                              struct lb_env *env)
5632 {
5633         return -1;
5634 }
5635 #endif
5636
5637 /*
5638  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5639  */
5640 static
5641 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5642 {
5643         int tsk_cache_hot;
5644
5645         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5646
5647         /*
5648          * We do not migrate tasks that are:
5649          * 1) throttled_lb_pair, or
5650          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5651          * 3) running (obviously), or
5652          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5653          */
5654         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5655                 return 0;
5656
5657         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5658                 int cpu;
5659
5660                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5661
5662                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5663
5664                 /*
5665                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5666                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5667                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5668                  *
5669                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5670                  * one in current iteration.
5671                  */
5672                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5673                         return 0;
5674
5675                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5676                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5677                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5678                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5679                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5680                                 break;
5681                         }
5682                 }
5683
5684                 return 0;
5685         }
5686
5687         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5688         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5689
5690         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5691                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5692                 return 0;
5693         }
5694
5695         /*
5696          * Aggressive migration if:
5697          * 1) destination numa is preferred
5698          * 2) task is cache cold, or
5699          * 3) too many balance attempts have failed.
5700          */
5701         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5702         if (tsk_cache_hot == -1)
5703                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
5704
5705         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
5706             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5707                 if (tsk_cache_hot == 1) {
5708                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5709                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5710                 }
5711                 return 1;
5712         }
5713
5714         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5715         return 0;
5716 }
5717
5718 /*
5719  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
5720  */
5721 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5722 {
5723         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5724
5725         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5726         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
5727         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5728 }
5729
5730 /*
5731  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
5732  * part of active balancing operations within "domain".
5733  *
5734  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
5735  */
5736 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
5737 {
5738         struct task_struct *p, *n;
5739
5740         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5741
5742         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5743                 if (!can_migrate_task(p, env))
5744                         continue;
5745
5746                 detach_task(p, env);
5747
5748                 /*
5749                  * Right now, this is only the second place where
5750                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
5751                  * so we can safely collect stats here rather than
5752                  * inside detach_tasks().
5753                  */
5754                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5755                 return p;
5756         }
5757         return NULL;
5758 }
5759
5760 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5761
5762 /*
5763  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
5764  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5765  *
5766  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
5767  */
5768 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
5769 {
5770         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5771         struct task_struct *p;
5772         unsigned long load;
5773         int detached = 0;
5774
5775         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5776
5777         if (env->imbalance <= 0)
5778                 return 0;
5779
5780         while (!list_empty(tasks)) {
5781                 /*
5782                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
5783                  * which could at worst lead to a livelock crash.
5784                  */
5785                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
5786                         break;
5787
5788                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5789
5790                 env->loop++;
5791                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5792                 if (env->loop > env->loop_max)
5793                         break;
5794
5795                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5796                 if (env->loop > env->loop_break) {
5797                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5798                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5799                         break;
5800                 }
5801
5802                 if (!can_migrate_task(p, env))
5803                         goto next;
5804
5805                 load = task_h_load(p);
5806
5807                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5808                         goto next;
5809
5810                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5811                         goto next;
5812
5813                 detach_task(p, env);
5814                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
5815
5816                 detached++;
5817                 env->imbalance -= load;
5818
5819 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5820                 /*
5821                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5822                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
5823                  * the critical section.
5824                  */
5825                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5826                         break;
5827 #endif
5828
5829                 /*
5830                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5831                  * weighted load.
5832                  */
5833                 if (env->imbalance <= 0)
5834                         break;
5835
5836                 continue;
5837 next:
5838                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5839         }
5840
5841         /*
5842          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
5843          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
5844          * than inside detach_one_task().
5845          */
5846         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
5847
5848         return detached;
5849 }
5850
5851 /*
5852  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
5853  */
5854 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5855 {
5856         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5857
5858         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
5859         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5860         activate_task(rq, p, 0);
5861         check_preempt_curr(rq, p, 0);
5862 }
5863
5864 /*
5865  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
5866  * its new rq.
5867  */
5868 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5869 {
5870         raw_spin_lock(&rq->lock);
5871         attach_task(rq, p);
5872         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5873 }
5874
5875 /*
5876  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
5877  * new rq.
5878  */
5879 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
5880 {
5881         struct list_head *tasks = &env->tasks;
5882         struct task_struct *p;
5883
5884         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
5885
5886         while (!list_empty(tasks)) {
5887                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5888                 list_del_init(&p->se.group_node);
5889
5890                 attach_task(env->dst_rq, p);
5891         }
5892
5893         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
5894 }
5895
5896 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5897 static void update_blocked_averages(int cpu)
5898 {
5899         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5900         struct cfs_rq *cfs_rq;
5901         unsigned long flags;
5902
5903         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5904         update_rq_clock(rq);
5905
5906         /*
5907          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5908          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5909          */
5910         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5911                 /* throttled entities do not contribute to load */
5912                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5913                         continue;
5914
5915                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
5916                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
5917         }
5918         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5919 }
5920
5921 /*
5922  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5923  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5924  * group is a fraction of its parents load.
5925  */
5926 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5927 {
5928         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5929         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5930         unsigned long now = jiffies;
5931         unsigned long load;
5932
5933         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5934                 return;
5935
5936         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5937         for_each_sched_entity(se) {
5938                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5939                 cfs_rq->h_load_next = se;
5940                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5941                         break;
5942         }
5943
5944         if (!se) {
5945                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
5946                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5947         }
5948
5949         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5950                 load = cfs_rq->h_load;
5951                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
5952                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
5953                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5954                 cfs_rq->h_load = load;
5955                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5956         }
5957 }
5958
5959 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5960 {
5961         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5962
5963         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5964         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
5965                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
5966 }
5967 #else
5968 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5969 {
5970         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5971         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
5972         unsigned long flags;
5973
5974         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5975         update_rq_clock(rq);
5976         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq);
5977         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5978 }
5979
5980 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5981 {
5982         return p->se.avg.load_avg;
5983 }
5984 #endif
5985
5986 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5987
5988 enum group_type {
5989         group_other = 0,
5990         group_imbalanced,
5991         group_overloaded,
5992 };
5993
5994 /*
5995  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5996  */
5997 struct sg_lb_stats {
5998         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5999         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
6000         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
6001         unsigned long load_per_task;
6002         unsigned long group_capacity;
6003         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
6004         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
6005         unsigned int idle_cpus;
6006         unsigned int group_weight;
6007         enum group_type group_type;
6008         int group_no_capacity;
6009 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6010         unsigned int nr_numa_running;
6011         unsigned int nr_preferred_running;
6012 #endif
6013 };
6014
6015 /*
6016  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
6017  *               during load balancing.
6018  */
6019 struct sd_lb_stats {
6020         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
6021         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
6022         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
6023         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
6024         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
6025
6026         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
6027         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
6028 };
6029
6030 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
6031 {
6032         /*
6033          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
6034          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
6035          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
6036          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
6037          */
6038         *sds = (struct sd_lb_stats){
6039                 .busiest = NULL,
6040                 .local = NULL,
6041                 .total_load = 0UL,
6042                 .total_capacity = 0UL,
6043                 .busiest_stat = {
6044                         .avg_load = 0UL,
6045                         .sum_nr_running = 0,
6046                         .group_type = group_other,
6047                 },
6048         };
6049 }
6050
6051 /**
6052  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
6053  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
6054  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
6055  *
6056  * Return: The load index.
6057  */
6058 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
6059                                         enum cpu_idle_type idle)
6060 {
6061         int load_idx;
6062
6063         switch (idle) {
6064         case CPU_NOT_IDLE:
6065                 load_idx = sd->busy_idx;
6066                 break;
6067
6068         case CPU_NEWLY_IDLE:
6069                 load_idx = sd->newidle_idx;
6070                 break;
6071         default:
6072                 load_idx = sd->idle_idx;
6073                 break;
6074         }
6075
6076         return load_idx;
6077 }
6078
6079 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
6080 {
6081         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6082         u64 total, used, age_stamp, avg;
6083         s64 delta;
6084
6085         /*
6086          * Since we're reading these variables without serialization make sure
6087          * we read them once before doing sanity checks on them.
6088          */
6089         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
6090         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
6091         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
6092
6093         if (unlikely(delta < 0))
6094                 delta = 0;
6095
6096         total = sched_avg_period() + delta;
6097
6098         used = div_u64(avg, total);
6099
6100         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
6101                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
6102
6103         return 1;
6104 }
6105
6106 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6107 {
6108         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
6109         struct sched_group *sdg = sd->groups;
6110
6111         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
6112
6113         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
6114         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
6115
6116         if (!capacity)
6117                 capacity = 1;
6118
6119         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
6120         sdg->sgc->capacity = capacity;
6121 }
6122
6123 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6124 {
6125         struct sched_domain *child = sd->child;
6126         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
6127         unsigned long capacity;
6128         unsigned long interval;
6129
6130         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6131         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6132         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
6133
6134         if (!child) {
6135                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
6136                 return;
6137         }
6138
6139         capacity = 0;
6140
6141         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
6142                 /*
6143                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
6144                  * span the current group.
6145                  */
6146
6147                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
6148                         struct sched_group_capacity *sgc;
6149                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6150
6151                         /*
6152                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
6153                          * gets here before we've attached the domains to the
6154                          * runqueues.
6155                          *
6156                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
6157                          * in update_cpu_capacity().
6158                          *
6159                          * This avoids capacity from being 0 and
6160                          * causing divide-by-zero issues on boot.
6161                          */
6162                         if (unlikely(!rq->sd)) {
6163                                 capacity += capacity_of(cpu);
6164                                 continue;
6165                         }
6166
6167                         sgc = rq->sd->groups->sgc;
6168                         capacity += sgc->capacity;
6169                 }
6170         } else  {
6171                 /*
6172                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
6173                  * span the current group.
6174                  */ 
6175
6176                 group = child->groups;
6177                 do {
6178                         capacity += group->sgc->capacity;
6179                         group = group->next;
6180                 } while (group != child->groups);
6181         }
6182
6183         sdg->sgc->capacity = capacity;
6184 }
6185
6186 /*
6187  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
6188  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
6189  * Return true is the capacity is reduced
6190  */
6191 static inline int
6192 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
6193 {
6194         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
6195                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
6196 }
6197
6198 /*
6199  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
6200  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
6201  *
6202  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
6203  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
6204  * Something like:
6205  *
6206  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
6207  *              *     * * *
6208  *
6209  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
6210  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
6211  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
6212  *
6213  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
6214  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
6215  * moving tasks due to affinity constraints.
6216  *
6217  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
6218  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
6219  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
6220  * to create an effective group imbalance.
6221  *
6222  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
6223  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
6224  * subtle and fragile situation.
6225  */
6226
6227 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
6228 {
6229         return group->sgc->imbalance;
6230 }
6231
6232 /*
6233  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
6234  * be used by some tasks.
6235  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
6236  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
6237  * available capacity for CFS tasks.
6238  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
6239  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
6240  * capacity in meaningful for the load balancer.
6241  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
6242  * any benefit for the load balance.
6243  */
6244 static inline bool
6245 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
6246 {
6247         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
6248                 return true;
6249
6250         if ((sgs->group_capacity * 100) >
6251                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
6252                 return true;
6253
6254         return false;
6255 }
6256
6257 /*
6258  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
6259  *  handle.
6260  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
6261  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
6262  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
6263  *  false.
6264  */
6265 static inline bool
6266 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
6267 {
6268         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
6269                 return false;
6270
6271         if ((sgs->group_capacity * 100) <
6272                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
6273                 return true;
6274
6275         return false;
6276 }
6277
6278 static inline enum
6279 group_type group_classify(struct sched_group *group,
6280                           struct sg_lb_stats *sgs)
6281 {
6282         if (sgs->group_no_capacity)
6283                 return group_overloaded;
6284
6285         if (sg_imbalanced(group))
6286                 return group_imbalanced;
6287
6288         return group_other;
6289 }
6290
6291 /**
6292  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
6293  * @env: The load balancing environment.
6294  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
6295  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
6296  * @local_group: Does group contain this_cpu.
6297  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
6298  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
6299  */
6300 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
6301                         struct sched_group *group, int load_idx,
6302                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
6303                         bool *overload)
6304 {
6305         unsigned long load;
6306         int i;
6307
6308         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
6309
6310         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6311                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6312
6313                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
6314                 if (local_group)
6315                         load = target_load(i, load_idx);
6316                 else
6317                         load = source_load(i, load_idx);
6318
6319                 sgs->group_load += load;
6320                 sgs->group_util += cpu_util(i);
6321                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
6322
6323                 if (rq->nr_running > 1)
6324                         *overload = true;
6325
6326 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6327                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
6328                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
6329 #endif
6330                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
6331                 if (idle_cpu(i))
6332                         sgs->idle_cpus++;
6333         }
6334
6335         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
6336         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
6337         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
6338
6339         if (sgs->sum_nr_running)
6340                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
6341
6342         sgs->group_weight = group->group_weight;
6343
6344         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
6345         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
6346 }
6347
6348 /**
6349  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
6350  * @env: The load balancing environment.
6351  * @sds: sched_domain statistics
6352  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
6353  * @sgs: sched_group statistics
6354  *
6355  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
6356  * busiest group.
6357  *
6358  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
6359  * busiest group. %false otherwise.
6360  */
6361 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
6362                                    struct sd_lb_stats *sds,
6363                                    struct sched_group *sg,
6364                                    struct sg_lb_stats *sgs)
6365 {
6366         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
6367
6368         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
6369                 return true;
6370
6371         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
6372                 return false;
6373
6374         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
6375                 return false;
6376
6377         /* This is the busiest node in its class. */
6378         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6379                 return true;
6380
6381         /*
6382          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
6383          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
6384          * higher than ourself as busy.
6385          */
6386         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
6387                 if (!sds->busiest)
6388                         return true;
6389
6390                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
6391                         return true;
6392         }
6393
6394         return false;
6395 }
6396
6397 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6398 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6399 {
6400         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
6401                 return regular;
6402         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
6403                 return remote;
6404         return all;
6405 }
6406
6407 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6408 {
6409         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
6410                 return regular;
6411         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
6412                 return remote;
6413         return all;
6414 }
6415 #else
6416 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6417 {
6418         return all;
6419 }
6420
6421 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6422 {
6423         return regular;
6424 }
6425 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6426
6427 /**
6428  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
6429  * @env: The load balancing environment.
6430  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
6431  */
6432 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6433 {
6434         struct sched_domain *child = env->sd->child;
6435         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6436         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
6437         int load_idx, prefer_sibling = 0;
6438         bool overload = false;
6439
6440         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6441                 prefer_sibling = 1;
6442
6443         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
6444
6445         do {
6446                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
6447                 int local_group;
6448
6449                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
6450                 if (local_group) {
6451                         sds->local = sg;
6452                         sgs = &sds->local_stat;
6453
6454                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
6455                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
6456                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
6457                 }
6458
6459                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
6460                                                 &overload);
6461
6462                 if (local_group)
6463                         goto next_group;
6464
6465                 /*
6466                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
6467                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
6468                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
6469                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
6470                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
6471                  * you always pull from the heaviest group when it is already
6472                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
6473                  * the tasks on the system).
6474                  */
6475                 if (prefer_sibling && sds->local &&
6476                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
6477                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
6478                         sgs->group_no_capacity = 1;
6479                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
6480                 }
6481
6482                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
6483                         sds->busiest = sg;
6484                         sds->busiest_stat = *sgs;
6485                 }
6486
6487 next_group:
6488                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
6489                 sds->total_load += sgs->group_load;
6490                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
6491
6492                 sg = sg->next;
6493         } while (sg != env->sd->groups);
6494
6495         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
6496                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
6497
6498         if (!env->sd->parent) {
6499                 /* update overload indicator if we are at root domain */
6500                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
6501                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
6502         }
6503
6504 }
6505
6506 /**
6507  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
6508  *                      sched doman.
6509  *
6510  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
6511  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
6512  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
6513  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
6514  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
6515  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
6516  *
6517  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
6518  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
6519  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
6520  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
6521  * number.
6522  *
6523  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
6524  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
6525  *
6526  * @env: The load balancing environment.
6527  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
6528  */
6529 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6530 {
6531         int busiest_cpu;
6532
6533         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6534                 return 0;
6535
6536         if (!sds->busiest)
6537                 return 0;
6538
6539         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6540         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6541                 return 0;
6542
6543         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6544                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
6545                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
6546
6547         return 1;
6548 }
6549
6550 /**
6551  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6552  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6553  *                      load balancing.
6554  * @env: The load balancing environment.
6555  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6556  */
6557 static inline
6558 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6559 {
6560         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
6561         unsigned int imbn = 2;
6562         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6563         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6564
6565         local = &sds->local_stat;
6566         busiest = &sds->busiest_stat;
6567
6568         if (!local->sum_nr_running)
6569                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6570         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6571                 imbn = 1;
6572
6573         scaled_busy_load_per_task =
6574                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6575                 busiest->group_capacity;
6576
6577         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6578             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6579                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6580                 return;
6581         }
6582
6583         /*
6584          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6585          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
6586          * moving them.
6587          */
6588
6589         capa_now += busiest->group_capacity *
6590                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6591         capa_now += local->group_capacity *
6592                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6593         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6594
6595         /* Amount of load we'd subtract */
6596         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
6597                 capa_move += busiest->group_capacity *
6598                             min(busiest->load_per_task,
6599                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
6600         }
6601
6602         /* Amount of load we'd add */
6603         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
6604             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
6605                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
6606                       local->group_capacity;
6607         } else {
6608                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6609                       local->group_capacity;
6610         }
6611         capa_move += local->group_capacity *
6612                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6613         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6614
6615         /* Move if we gain throughput */
6616         if (capa_move > capa_now)
6617                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6618 }
6619
6620 /**
6621  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6622  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6623  * @env: load balance environment
6624  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6625  */
6626 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6627 {
6628         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6629         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6630
6631         local = &sds->local_stat;
6632         busiest = &sds->busiest_stat;
6633
6634         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
6635                 /*
6636                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6637                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6638                  */
6639                 busiest->load_per_task =
6640                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6641         }
6642
6643         /*
6644          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6645          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6646          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
6647          */
6648         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6649             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6650                 env->imbalance = 0;
6651                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6652         }
6653
6654         /*
6655          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
6656          */
6657         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
6658             local->group_type   == group_overloaded) {
6659                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
6660                                         SCHED_LOAD_SCALE;
6661                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
6662                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
6663                 else
6664                         load_above_capacity = ~0UL;
6665         }
6666
6667         /*
6668          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6669          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6670          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6671          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6672          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6673          * for the minimum possible imbalance.
6674          */
6675         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6676
6677         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6678         env->imbalance = min(
6679                 max_pull * busiest->group_capacity,
6680                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
6681         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
6682
6683         /*
6684          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6685          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6686          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6687          * moved
6688          */
6689         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6690                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6691 }
6692
6693 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6694
6695 /**
6696  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6697  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6698  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6699  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6700  * such a group exists.
6701  *
6702  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6703  * to restore balance.
6704  *
6705  * @env: The load balancing environment.
6706  *
6707  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6708  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6709  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6710  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6711  */
6712 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6713 {
6714         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6715         struct sd_lb_stats sds;
6716
6717         init_sd_lb_stats(&sds);
6718
6719         /*
6720          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6721          * this level.
6722          */
6723         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6724         local = &sds.local_stat;
6725         busiest = &sds.busiest_stat;
6726
6727         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
6728         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6729             check_asym_packing(env, &sds))
6730                 return sds.busiest;
6731
6732         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6733         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6734                 goto out_balanced;
6735
6736         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
6737                                                 / sds.total_capacity;
6738
6739         /*
6740          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6741          * work because they assume all things are equal, which typically
6742          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6743          */
6744         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
6745                 goto force_balance;
6746
6747         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6748         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
6749             busiest->group_no_capacity)
6750                 goto force_balance;
6751
6752         /*
6753          * If the local group is busier than the selected busiest group
6754          * don't try and pull any tasks.
6755          */
6756         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6757                 goto out_balanced;
6758
6759         /*
6760          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6761          * average load.
6762          */
6763         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6764                 goto out_balanced;
6765
6766         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6767                 /*
6768                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
6769                  * and there is no imbalance between this and busiest group
6770                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
6771                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
6772                  * might end up to just move the imbalance on another group
6773                  */
6774                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
6775                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
6776                         goto out_balanced;
6777         } else {
6778                 /*
6779                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6780                  * imbalance_pct to be conservative.
6781                  */
6782                 if (100 * busiest->avg_load <=
6783                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6784                         goto out_balanced;
6785         }
6786
6787 force_balance:
6788         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6789         calculate_imbalance(env, &sds);
6790         return sds.busiest;
6791
6792 out_balanced:
6793         env->imbalance = 0;
6794         return NULL;
6795 }
6796
6797 /*
6798  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6799  */
6800 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6801                                      struct sched_group *group)
6802 {
6803         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6804         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
6805         int i;
6806
6807         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6808                 unsigned long capacity, wl;
6809                 enum fbq_type rt;
6810
6811                 rq = cpu_rq(i);
6812                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6813
6814                 /*
6815                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6816                  *  - regular: there are !numa tasks
6817                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6818                  *  - all:     there is no distinction
6819                  *
6820                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6821                  * ignore those when there's better options.
6822                  *
6823                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6824                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6825                  * queue by moving tasks around inside the node.
6826                  *
6827                  * If we cannot move enough load due to this classification
6828                  * the next pass will adjust the group classification and
6829                  * allow migration of more tasks.
6830                  *
6831                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6832                  */
6833                 if (rt > env->fbq_type)
6834                         continue;
6835
6836                 capacity = capacity_of(i);
6837
6838                 wl = weighted_cpuload(i);
6839
6840                 /*
6841                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6842                  * which is not scaled with the cpu capacity.
6843                  */
6844
6845                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
6846                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
6847                         continue;
6848
6849                 /*
6850                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6851                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
6852                  * that the load can be moved away from the cpu that is
6853                  * potentially running at a lower capacity.
6854                  *
6855                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
6856                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6857                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
6858                  * our previous maximum.
6859                  */
6860                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
6861                         busiest_load = wl;
6862                         busiest_capacity = capacity;
6863                         busiest = rq;
6864                 }
6865         }
6866
6867         return busiest;
6868 }
6869
6870 /*
6871  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6872  * so long as it is large enough.
6873  */
6874 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6875
6876 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6877 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6878
6879 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6880 {
6881         struct sched_domain *sd = env->sd;
6882
6883         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6884
6885                 /*
6886                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6887                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6888                  * lowest numbered CPUs.
6889                  */
6890                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6891                         return 1;
6892         }
6893
6894         /*
6895          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
6896          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
6897          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
6898          * available on dst_cpu.
6899          */
6900         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
6901             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
6902                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
6903                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
6904                         return 1;
6905         }
6906
6907         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6908 }
6909
6910 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6911
6912 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6913 {
6914         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6915         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6916         int cpu, balance_cpu = -1;
6917
6918         /*
6919          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6920          * to do the newly idle load balance.
6921          */
6922         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6923                 return 1;
6924
6925         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6926         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6927         /* Try to find first idle cpu */
6928         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6929                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6930                         continue;
6931
6932                 balance_cpu = cpu;
6933                 break;
6934         }
6935
6936         if (balance_cpu == -1)
6937                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6938
6939         /*
6940          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6941          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6942          */
6943         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6944 }
6945
6946 /*
6947  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6948  * tasks if there is an imbalance.
6949  */
6950 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6951                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6952                         int *continue_balancing)
6953 {
6954         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6955         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6956         struct sched_group *group;
6957         struct rq *busiest;
6958         unsigned long flags;
6959         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
6960
6961         struct lb_env env = {
6962                 .sd             = sd,
6963                 .dst_cpu        = this_cpu,
6964                 .dst_rq         = this_rq,
6965                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6966                 .idle           = idle,
6967                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6968                 .cpus           = cpus,
6969                 .fbq_type       = all,
6970                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
6971         };
6972
6973         /*
6974          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6975          * other cpus in our group
6976          */
6977         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6978                 env.dst_grpmask = NULL;
6979
6980         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6981
6982         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6983
6984 redo:
6985         if (!should_we_balance(&env)) {
6986                 *continue_balancing = 0;
6987                 goto out_balanced;
6988         }
6989
6990         group = find_busiest_group(&env);
6991         if (!group) {
6992                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6993                 goto out_balanced;
6994         }
6995
6996         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6997         if (!busiest) {
6998                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6999                 goto out_balanced;
7000         }
7001
7002         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
7003
7004         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
7005
7006         env.src_cpu = busiest->cpu;
7007         env.src_rq = busiest;
7008
7009         ld_moved = 0;
7010         if (busiest->nr_running > 1) {
7011                 /*
7012                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
7013                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
7014                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
7015                  * correctly treated as an imbalance.
7016                  */
7017                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
7018                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
7019
7020 more_balance:
7021                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
7022
7023                 /*
7024                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
7025                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
7026                  */
7027                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
7028
7029                 /*
7030                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
7031                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
7032                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
7033                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
7034                  * See task_rq_lock() family for the details.
7035                  */
7036
7037                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
7038
7039                 if (cur_ld_moved) {
7040                         attach_tasks(&env);
7041                         ld_moved += cur_ld_moved;
7042                 }
7043
7044                 local_irq_restore(flags);
7045
7046                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
7047                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
7048                         goto more_balance;
7049                 }
7050
7051                 /*
7052                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
7053                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
7054                  * where they can run. The upper limit on how many times we
7055                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
7056                  * sched_group.
7057                  *
7058                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
7059                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
7060                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
7061                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
7062                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
7063                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
7064                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
7065                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
7066                  * This however should not happen so much in practice and
7067                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
7068                  * excess load moved.
7069                  */
7070                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
7071
7072                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
7073                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
7074
7075                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
7076                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
7077                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
7078                         env.loop         = 0;
7079                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
7080
7081                         /*
7082                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
7083                          * need to continue with same src_cpu.
7084                          */
7085                         goto more_balance;
7086                 }
7087
7088                 /*
7089                  * We failed to reach balance because of affinity.
7090                  */
7091                 if (sd_parent) {
7092                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
7093
7094                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
7095                                 *group_imbalance = 1;
7096                 }
7097
7098                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
7099                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
7100                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
7101                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
7102                                 env.loop = 0;
7103                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
7104                                 goto redo;
7105                         }
7106                         goto out_all_pinned;
7107                 }
7108         }
7109
7110         if (!ld_moved) {
7111                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
7112                 /*
7113                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
7114                  * We do not want newidle balance, which can be very
7115                  * frequent, pollute the failure counter causing
7116                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
7117                  */
7118                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
7119                         sd->nr_balance_failed++;
7120
7121                 if (need_active_balance(&env)) {
7122                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
7123
7124                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
7125                          * if the curr task on busiest cpu can't be
7126                          * moved to this_cpu
7127                          */
7128                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
7129                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
7130                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
7131                                                             flags);
7132                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
7133                                 goto out_one_pinned;
7134                         }
7135
7136                         /*
7137                          * ->active_balance synchronizes accesses to
7138                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
7139                          * only after active load balance is finished.
7140                          */
7141                         if (!busiest->active_balance) {
7142                                 busiest->active_balance = 1;
7143                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
7144                                 active_balance = 1;
7145                         }
7146                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
7147
7148                         if (active_balance) {
7149                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
7150                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
7151                                         &busiest->active_balance_work);
7152                         }
7153
7154                         /*
7155                          * We've kicked active balancing, reset the failure
7156                          * counter.
7157                          */
7158                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
7159                 }
7160         } else
7161                 sd->nr_balance_failed = 0;
7162
7163         if (likely(!active_balance)) {
7164                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
7165                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
7166         } else {
7167                 /*
7168                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
7169                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
7170                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
7171                  * detach_tasks).
7172                  */
7173                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
7174                         sd->balance_interval *= 2;
7175         }
7176
7177         goto out;
7178
7179 out_balanced:
7180         /*
7181          * We reach balance although we may have faced some affinity
7182          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
7183          */
7184         if (sd_parent) {
7185                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
7186
7187                 if (*group_imbalance)
7188                         *group_imbalance = 0;
7189         }
7190
7191 out_all_pinned:
7192         /*
7193          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
7194          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
7195          * can try to migrate them.
7196          */
7197         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
7198
7199         sd->nr_balance_failed = 0;
7200
7201 out_one_pinned:
7202         /* tune up the balancing interval */
7203         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
7204                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
7205                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
7206                 sd->balance_interval *= 2;
7207
7208         ld_moved = 0;
7209 out:
7210         return ld_moved;
7211 }
7212
7213 static inline unsigned long
7214 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
7215 {
7216         unsigned long interval = sd->balance_interval;
7217
7218         if (cpu_busy)
7219                 interval *= sd->busy_factor;
7220
7221         /* scale ms to jiffies */
7222         interval = msecs_to_jiffies(interval);
7223         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7224
7225         return interval;
7226 }
7227
7228 static inline void
7229 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
7230 {
7231         unsigned long interval, next;
7232
7233         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
7234         next = sd->last_balance + interval;
7235
7236         if (time_after(*next_balance, next))
7237                 *next_balance = next;
7238 }
7239
7240 /*
7241  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
7242  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
7243  */
7244 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
7245 {
7246         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
7247         int this_cpu = this_rq->cpu;
7248         struct sched_domain *sd;
7249         int pulled_task = 0;
7250         u64 curr_cost = 0;
7251
7252         idle_enter_fair(this_rq);
7253
7254         /*
7255          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
7256          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
7257          */
7258         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
7259
7260         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
7261             !this_rq->rd->overload) {
7262                 rcu_read_lock();
7263                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
7264                 if (sd)
7265                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7266                 rcu_read_unlock();
7267
7268                 goto out;
7269         }
7270
7271         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
7272
7273         update_blocked_averages(this_cpu);
7274         rcu_read_lock();
7275         for_each_domain(this_cpu, sd) {
7276                 int continue_balancing = 1;
7277                 u64 t0, domain_cost;
7278
7279                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7280                         continue;
7281
7282                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
7283                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7284                         break;
7285                 }
7286
7287                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
7288                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
7289
7290                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
7291                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
7292                                                    &continue_balancing);
7293
7294                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
7295                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
7296                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
7297
7298                         curr_cost += domain_cost;
7299                 }
7300
7301                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7302
7303                 /*
7304                  * Stop searching for tasks to pull if there are
7305                  * now runnable tasks on this rq.
7306                  */
7307                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
7308                         break;
7309         }
7310         rcu_read_unlock();
7311
7312         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
7313
7314         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
7315                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
7316
7317         /*
7318          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
7319          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
7320          * pretend we pulled a task.
7321          */
7322         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
7323                 pulled_task = 1;
7324
7325 out:
7326         /* Move the next balance forward */
7327         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
7328                 this_rq->next_balance = next_balance;
7329
7330         /* Is there a task of a high priority class? */
7331         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
7332                 pulled_task = -1;
7333
7334         if (pulled_task) {
7335                 idle_exit_fair(this_rq);
7336                 this_rq->idle_stamp = 0;
7337         }
7338
7339         return pulled_task;
7340 }
7341
7342 /*
7343  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
7344  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
7345  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
7346  * avoids physical / logical imbalances.
7347  */
7348 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
7349 {
7350         struct rq *busiest_rq = data;
7351         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
7352         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
7353         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
7354         struct sched_domain *sd;
7355         struct task_struct *p = NULL;
7356
7357         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
7358
7359         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
7360         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
7361                      !busiest_rq->active_balance))
7362                 goto out_unlock;
7363
7364         /* Is there any task to move? */
7365         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
7366                 goto out_unlock;
7367
7368         /*
7369          * This condition is "impossible", if it occurs
7370          * we need to fix it. Originally reported by
7371          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
7372          */
7373         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
7374
7375         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
7376         rcu_read_lock();
7377         for_each_domain(target_cpu, sd) {
7378                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
7379                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
7380                                 break;
7381         }
7382
7383         if (likely(sd)) {
7384                 struct lb_env env = {
7385                         .sd             = sd,
7386                         .dst_cpu        = target_cpu,
7387                         .dst_rq         = target_rq,
7388                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
7389                         .src_rq         = busiest_rq,
7390                         .idle           = CPU_IDLE,
7391                 };
7392
7393                 schedstat_inc(sd, alb_count);
7394
7395                 p = detach_one_task(&env);
7396                 if (p)
7397                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
7398                 else
7399                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
7400         }
7401         rcu_read_unlock();
7402 out_unlock:
7403         busiest_rq->active_balance = 0;
7404         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
7405
7406         if (p)
7407                 attach_one_task(target_rq, p);
7408
7409         local_irq_enable();
7410
7411         return 0;
7412 }
7413
7414 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
7415 {
7416         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
7417 }
7418
7419 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7420 /*
7421  * idle load balancing details
7422  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
7423  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
7424  *   load balancing for all the idle CPUs.
7425  */
7426 static struct {
7427         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
7428         atomic_t nr_cpus;
7429         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
7430 } nohz ____cacheline_aligned;
7431
7432 static inline int find_new_ilb(void)
7433 {
7434         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
7435
7436         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
7437                 return ilb;
7438
7439         return nr_cpu_ids;
7440 }
7441
7442 /*
7443  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
7444  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
7445  * CPU (if there is one).
7446  */
7447 static void nohz_balancer_kick(void)
7448 {
7449         int ilb_cpu;
7450
7451         nohz.next_balance++;
7452
7453         ilb_cpu = find_new_ilb();
7454
7455         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
7456                 return;
7457
7458         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
7459                 return;
7460         /*
7461          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
7462          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
7463          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
7464          * will be run before returning from the IPI.
7465          */
7466         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
7467         return;
7468 }
7469
7470 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
7471 {
7472         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
7473                 /*
7474                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
7475                  */
7476                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
7477                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7478                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
7479                 }
7480                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7481         }
7482 }
7483
7484 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
7485 {
7486         struct sched_domain *sd;
7487         int cpu = smp_processor_id();
7488
7489         rcu_read_lock();
7490         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7491
7492         if (!sd || !sd->nohz_idle)
7493                 goto unlock;
7494         sd->nohz_idle = 0;
7495
7496         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7497 unlock:
7498         rcu_read_unlock();
7499 }
7500
7501 void set_cpu_sd_state_idle(void)
7502 {
7503         struct sched_domain *sd;
7504         int cpu = smp_processor_id();
7505
7506         rcu_read_lock();
7507         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7508
7509         if (!sd || sd->nohz_idle)
7510                 goto unlock;
7511         sd->nohz_idle = 1;
7512
7513         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7514 unlock:
7515         rcu_read_unlock();
7516 }
7517
7518 /*
7519  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
7520  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
7521  */
7522 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
7523 {
7524         /*
7525          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
7526          */
7527         if (!cpu_active(cpu))
7528                 return;
7529
7530         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
7531                 return;
7532
7533         /*
7534          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
7535          */
7536         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
7537                 return;
7538
7539         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7540         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
7541         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7542 }
7543
7544 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
7545                                         unsigned long action, void *hcpu)
7546 {
7547         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
7548         case CPU_DYING:
7549                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
7550                 return NOTIFY_OK;
7551         default:
7552                 return NOTIFY_DONE;
7553         }
7554 }
7555 #endif
7556
7557 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
7558
7559 /*
7560  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
7561  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
7562  */
7563 void update_max_interval(void)
7564 {
7565         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
7566 }
7567
7568 /*
7569  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
7570  * and initiates a balancing operation if so.
7571  *
7572  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
7573  */
7574 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
7575 {
7576         int continue_balancing = 1;
7577         int cpu = rq->cpu;
7578         unsigned long interval;
7579         struct sched_domain *sd;
7580         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
7581         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
7582         int update_next_balance = 0;
7583         int need_serialize, need_decay = 0;
7584         u64 max_cost = 0;
7585
7586         update_blocked_averages(cpu);
7587
7588         rcu_read_lock();
7589         for_each_domain(cpu, sd) {
7590                 /*
7591                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
7592                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
7593                  */
7594                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
7595                         sd->max_newidle_lb_cost =
7596                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
7597                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
7598                         need_decay = 1;
7599                 }
7600                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
7601
7602                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7603                         continue;
7604
7605                 /*
7606                  * Stop the load balance at this level. There is another
7607                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
7608                  * actively.
7609                  */
7610                 if (!continue_balancing) {
7611                         if (need_decay)
7612                                 continue;
7613                         break;
7614                 }
7615
7616                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7617
7618                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7619                 if (need_serialize) {
7620                         if (!spin_trylock(&balancing))
7621                                 goto out;
7622                 }
7623
7624                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7625                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7626                                 /*
7627                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7628                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7629                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7630                                  */
7631                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7632                         }
7633                         sd->last_balance = jiffies;
7634                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7635                 }
7636                 if (need_serialize)
7637                         spin_unlock(&balancing);
7638 out:
7639                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7640                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7641                         update_next_balance = 1;
7642                 }
7643         }
7644         if (need_decay) {
7645                 /*
7646                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7647                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7648                  */
7649                 rq->max_idle_balance_cost =
7650                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7651         }
7652         rcu_read_unlock();
7653
7654         /*
7655          * next_balance will be updated only when there is a need.
7656          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7657          * updated.
7658          */
7659         if (likely(update_next_balance)) {
7660                 rq->next_balance = next_balance;
7661
7662 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7663                 /*
7664                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
7665                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
7666                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
7667                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
7668                  * balance for itself and we need to update the
7669                  * nohz.next_balance accordingly.
7670                  */
7671                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
7672                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
7673 #endif
7674         }
7675 }
7676
7677 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7678 /*
7679  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7680  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7681  */
7682 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7683 {
7684         int this_cpu = this_rq->cpu;
7685         struct rq *rq;
7686         int balance_cpu;
7687         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
7688         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
7689         int update_next_balance = 0;
7690
7691         if (idle != CPU_IDLE ||
7692             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7693                 goto end;
7694
7695         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7696                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7697                         continue;
7698
7699                 /*
7700                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7701                  * work being done for other cpus. Next load
7702                  * balancing owner will pick it up.
7703                  */
7704                 if (need_resched())
7705                         break;
7706
7707                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7708
7709                 /*
7710                  * If time for next balance is due,
7711                  * do the balance.
7712                  */
7713                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
7714                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7715                         update_rq_clock(rq);
7716                         update_idle_cpu_load(rq);
7717                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7718                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7719                 }
7720
7721                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
7722                         next_balance = rq->next_balance;
7723                         update_next_balance = 1;
7724                 }
7725         }
7726
7727         /*
7728          * next_balance will be updated only when there is a need.
7729          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
7730          * updated.
7731          */
7732         if (likely(update_next_balance))
7733                 nohz.next_balance = next_balance;
7734 end:
7735         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7736 }
7737
7738 /*
7739  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7740  * of an idle cpu in the system.
7741  *   - This rq has more than one task.
7742  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
7743  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
7744  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
7745  *     multiple busy cpu.
7746  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7747  *     domain span are idle.
7748  */
7749 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7750 {
7751         unsigned long now = jiffies;
7752         struct sched_domain *sd;
7753         struct sched_group_capacity *sgc;
7754         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7755         bool kick = false;
7756
7757         if (unlikely(rq->idle_balance))
7758                 return false;
7759
7760        /*
7761         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7762         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7763         */
7764         set_cpu_sd_state_busy();
7765         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7766
7767         /*
7768          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7769          * balancing.
7770          */
7771         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7772                 return false;
7773
7774         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7775                 return false;
7776
7777         if (rq->nr_running >= 2)
7778                 return true;
7779
7780         rcu_read_lock();
7781         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7782         if (sd) {
7783                 sgc = sd->groups->sgc;
7784                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
7785
7786                 if (nr_busy > 1) {
7787                         kick = true;
7788                         goto unlock;
7789                 }
7790
7791         }
7792
7793         sd = rcu_dereference(rq->sd);
7794         if (sd) {
7795                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
7796                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
7797                         kick = true;
7798                         goto unlock;
7799                 }
7800         }
7801
7802         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7803         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7804                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
7805                 kick = true;
7806                 goto unlock;
7807         }
7808
7809 unlock:
7810         rcu_read_unlock();
7811         return kick;
7812 }
7813 #else
7814 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7815 #endif
7816
7817 /*
7818  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7819  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7820  */
7821 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7822 {
7823         struct rq *this_rq = this_rq();
7824         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7825                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7826
7827         /*
7828          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7829          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7830          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
7831          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
7832          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
7833          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
7834          */
7835         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7836         rebalance_domains(this_rq, idle);
7837 }
7838
7839 /*
7840  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7841  */
7842 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7843 {
7844         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7845         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7846                 return;
7847
7848         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7849                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7850 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7851         if (nohz_kick_needed(rq))
7852                 nohz_balancer_kick();
7853 #endif
7854 }
7855
7856 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7857 {
7858         update_sysctl();
7859
7860         update_runtime_enabled(rq);
7861 }
7862
7863 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7864 {
7865         update_sysctl();
7866
7867         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7868         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7869 }
7870
7871 #endif /* CONFIG_SMP */
7872
7873 /*
7874  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7875  */
7876 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7877 {
7878         struct cfs_rq *cfs_rq;
7879         struct sched_entity *se = &curr->se;
7880
7881         for_each_sched_entity(se) {
7882                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7883                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7884         }
7885
7886         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
7887                 task_tick_numa(rq, curr);
7888 }
7889
7890 /*
7891  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7892  *  - child not yet on the tasklist
7893  *  - preemption disabled
7894  */
7895 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7896 {
7897         struct cfs_rq *cfs_rq;
7898         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7899         int this_cpu = smp_processor_id();
7900         struct rq *rq = this_rq();
7901         unsigned long flags;
7902
7903         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7904
7905         update_rq_clock(rq);
7906
7907         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7908         curr = cfs_rq->curr;
7909
7910         /*
7911          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7912          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7913          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7914          * of child point to valid ones.
7915          */
7916         rcu_read_lock();
7917         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7918         rcu_read_unlock();
7919
7920         update_curr(cfs_rq);
7921
7922         if (curr)
7923                 se->vruntime = curr->vruntime;
7924         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7925
7926         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7927                 /*
7928                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7929                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7930                  */
7931                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7932                 resched_curr(rq);
7933         }
7934
7935         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7936
7937         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7938 }
7939
7940 /*
7941  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7942  * the current task.
7943  */
7944 static void
7945 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7946 {
7947         if (!task_on_rq_queued(p))
7948                 return;
7949
7950         /*
7951          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7952          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7953          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7954          */
7955         if (rq->curr == p) {
7956                 if (p->prio > oldprio)
7957                         resched_curr(rq);
7958         } else
7959                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7960 }
7961
7962 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
7963 {
7964         struct sched_entity *se = &p->se;
7965
7966         /*
7967          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
7968          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
7969          * vruntime.
7970          */
7971         if (p->on_rq)
7972                 return true;
7973
7974         /*
7975          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7976          * But there are some cases where it has already been normalized:
7977          *
7978          * - A forked child which is waiting for being woken up by
7979          *   wake_up_new_task().
7980          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7981          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7982          */
7983         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
7984                 return true;
7985
7986         return false;
7987 }
7988
7989 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
7990 {
7991         struct sched_entity *se = &p->se;
7992         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7993
7994         if (!vruntime_normalized(p)) {
7995                 /*
7996                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7997                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7998                  */
7999                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
8000                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
8001         }
8002
8003         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
8004         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
8005 }
8006
8007 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
8008 {
8009         struct sched_entity *se = &p->se;
8010         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8011
8012 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8013         /*
8014          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
8015          * class maintain depth value), reset depth properly.
8016          */
8017         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
8018 #endif
8019
8020         /* Synchronize task with its cfs_rq */
8021         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
8022
8023         if (!vruntime_normalized(p))
8024                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
8025 }
8026
8027 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8028 {
8029         detach_task_cfs_rq(p);
8030 }
8031
8032 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8033 {
8034         attach_task_cfs_rq(p);
8035
8036         if (task_on_rq_queued(p)) {
8037                 /*
8038                  * We were most likely switched from sched_rt, so
8039                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
8040                  * if we can still preempt the current task.
8041                  */
8042                 if (rq->curr == p)
8043                         resched_curr(rq);
8044                 else
8045                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
8046         }
8047 }
8048
8049 /* Account for a task changing its policy or group.
8050  *
8051  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
8052  * migrates between groups/classes.
8053  */
8054 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
8055 {
8056         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
8057
8058         for_each_sched_entity(se) {
8059                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8060
8061                 set_next_entity(cfs_rq, se);
8062                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
8063                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
8064         }
8065 }
8066
8067 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
8068 {
8069         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
8070         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
8071 #ifndef CONFIG_64BIT
8072         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
8073 #endif
8074 #ifdef CONFIG_SMP
8075         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
8076         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
8077 #endif
8078 }
8079
8080 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8081 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
8082 {
8083         detach_task_cfs_rq(p);
8084         set_task_rq(p, task_cpu(p));
8085
8086 #ifdef CONFIG_SMP
8087         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
8088         p->se.avg.last_update_time = 0;
8089 #endif
8090         attach_task_cfs_rq(p);
8091 }
8092
8093 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
8094 {
8095         int i;
8096
8097         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8098
8099         for_each_possible_cpu(i) {
8100                 if (tg->cfs_rq)
8101                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
8102                 if (tg->se) {
8103                         if (tg->se[i])
8104                                 remove_entity_load_avg(tg->se[i]);
8105                         kfree(tg->se[i]);
8106                 }
8107         }
8108
8109         kfree(tg->cfs_rq);
8110         kfree(tg->se);
8111 }
8112
8113 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8114 {
8115         struct cfs_rq *cfs_rq;
8116         struct sched_entity *se;
8117         int i;
8118
8119         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8120         if (!tg->cfs_rq)
8121                 goto err;
8122         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8123         if (!tg->se)
8124                 goto err;
8125
8126         tg->shares = NICE_0_LOAD;
8127
8128         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8129
8130         for_each_possible_cpu(i) {
8131                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
8132                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8133                 if (!cfs_rq)
8134                         goto err;
8135
8136                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
8137                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8138                 if (!se)
8139                         goto err_free_rq;
8140
8141                 init_cfs_rq(cfs_rq);
8142                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
8143                 init_entity_runnable_average(se);
8144         }
8145
8146         return 1;
8147
8148 err_free_rq:
8149         kfree(cfs_rq);
8150 err:
8151         return 0;
8152 }
8153
8154 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8155 {
8156         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8157         unsigned long flags;
8158
8159         /*
8160         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
8161         * check on_list without danger of it being re-added.
8162         */
8163         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
8164                 return;
8165
8166         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8167         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
8168         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8169 }
8170
8171 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
8172                         struct sched_entity *se, int cpu,
8173                         struct sched_entity *parent)
8174 {
8175         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8176
8177         cfs_rq->tg = tg;
8178         cfs_rq->rq = rq;
8179         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
8180
8181         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
8182         tg->se[cpu] = se;
8183
8184         /* se could be NULL for root_task_group */
8185         if (!se)
8186                 return;
8187
8188         if (!parent) {
8189                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
8190                 se->depth = 0;
8191         } else {
8192                 se->cfs_rq = parent->my_q;
8193                 se->depth = parent->depth + 1;
8194         }
8195
8196         se->my_q = cfs_rq;
8197         /* guarantee group entities always have weight */
8198         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
8199         se->parent = parent;
8200 }
8201
8202 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
8203
8204 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
8205 {
8206         int i;
8207         unsigned long flags;
8208
8209         /*
8210          * We can't change the weight of the root cgroup.
8211          */
8212         if (!tg->se[0])
8213                 return -EINVAL;
8214
8215         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
8216
8217         mutex_lock(&shares_mutex);
8218         if (tg->shares == shares)
8219                 goto done;
8220
8221         tg->shares = shares;
8222         for_each_possible_cpu(i) {
8223                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8224                 struct sched_entity *se;
8225
8226                 se = tg->se[i];
8227                 /* Propagate contribution to hierarchy */
8228                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8229
8230                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
8231                 update_rq_clock(rq);
8232                 for_each_sched_entity(se)
8233                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
8234                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8235         }
8236
8237 done:
8238         mutex_unlock(&shares_mutex);
8239         return 0;
8240 }
8241 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8242
8243 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
8244
8245 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8246 {
8247         return 1;
8248 }
8249
8250 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
8251
8252 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8253
8254
8255 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
8256 {
8257         struct sched_entity *se = &task->se;
8258         unsigned int rr_interval = 0;
8259
8260         /*
8261          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
8262          * idle runqueue:
8263          */
8264         if (rq->cfs.load.weight)
8265                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
8266
8267         return rr_interval;
8268 }
8269
8270 /*
8271  * All the scheduling class methods:
8272  */
8273 const struct sched_class fair_sched_class = {
8274         .next                   = &idle_sched_class,
8275         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
8276         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
8277         .yield_task             = yield_task_fair,
8278         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
8279
8280         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
8281
8282         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
8283         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
8284
8285 #ifdef CONFIG_SMP
8286         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
8287         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
8288
8289         .rq_online              = rq_online_fair,
8290         .rq_offline             = rq_offline_fair,
8291
8292         .task_waking            = task_waking_fair,
8293         .task_dead              = task_dead_fair,
8294         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
8295 #endif
8296
8297         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
8298         .task_tick              = task_tick_fair,
8299         .task_fork              = task_fork_fair,
8300
8301         .prio_changed           = prio_changed_fair,
8302         .switched_from          = switched_from_fair,
8303         .switched_to            = switched_to_fair,
8304
8305         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
8306
8307         .update_curr            = update_curr_fair,
8308
8309 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8310         .task_move_group        = task_move_group_fair,
8311 #endif
8312 };
8313
8314 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8315 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
8316 {
8317         struct cfs_rq *cfs_rq;
8318
8319         rcu_read_lock();
8320         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
8321                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
8322         rcu_read_unlock();
8323 }
8324
8325 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8326 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
8327 {
8328         int node;
8329         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
8330
8331         for_each_online_node(node) {
8332                 if (p->numa_faults) {
8333                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
8334                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
8335                 }
8336                 if (p->numa_group) {
8337                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
8338                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
8339                 }
8340                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
8341         }
8342 }
8343 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8344 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
8345
8346 __init void init_sched_fair_class(void)
8347 {
8348 #ifdef CONFIG_SMP
8349         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
8350
8351 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8352         nohz.next_balance = jiffies;
8353         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
8354         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
8355 #endif
8356 #endif /* SMP */
8357
8358 }